фуранокумарины что это такое
Кумарины. Растения и сырье, содержащие кумарины
» 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»>
Кумарины. Растения, содержащие кумарины
Кумарины – природные гетероциклические соединения, в основе которых лежит конденсированная система бензольного ядра с альфа-пироновым циклом (9,10-бензо-альфа-пирон). Кумарин можно рассматривать как лактон цис-орто-оксикоричной кислоты:
Кумарин – родоначальник соединений этой группы – выделен впервые Фоголем в 1820 г. А.Г. Перкиным впервые был осуществлен синтез кумарина из салицилового альдегида и указано на его связь с о-оксикоричной кислотой.
Большой вклад в развитие химии кумаринов внес своими работами Е. Шпет (30-е годы ХХ столетия). Благодаря работам Е. Шпета и его учеников число открытых и изученных кумаринов, начиная с 40-х годов XX века, увеличилось более, чем в 2 раза. В настоящее время число изолированных природных кумаринов превышает 200.
Кумарины. Распространение в растительном мире и роль в растениях.
Кумарины довольно часто встречаются в высших растениях, реже – в низших, совсем не обнаружены в водорослях, незначительно представлены в папоротникообразных и голосемянных. Практически все известные кумарины выделены из покрытосемянных. В этой группе особенно высоким содержанием кумаринов отличаются семейства Apiaceae, Rutaceae, Fabaceae, Saxifragaceae, Hippocastanaceae и некоторые другие.
Кумарины локализуются в различных органах растений, чаще и больше всего в корнях, коре, плодах, меньше – в стеблях и листьях. Содержание этих соединений в разных растениях колеблется от 0,2 до 10%, причем встречаются до 10 разных кумаринов в одном растении.
В природе чаще всего встречаются наиболее простые производные кумаринов. Основное количество представителей соединений этой группы в растениях найдено в свободном состоянии, т.е. в виде агликонов, и лишь незначительное число – в виде гликозидов.
Роль кумаринов в растениях еще недостаточно выяснена. Известно, что некоторые из них являются ингибиторами роста растений, другие – стимуляторами, третьи выступают в качестве защитных средств при некоторых заболеваниях растений.
Кумарины. Классификация.
Многочисленные природные производные кумарина различаются между собой главным образом структурой основных циклов. Кроме того, значительные отличия наблюдаются в структуре боковых радикалов и их расположения в молекуле. Основываясь на этих особенностях в 1937 г. Э. Шпет впервые предложил классификацию кумаринов.
Природные кумарины разделяют на следующие группы.
1. Кумарины и дигидрокумарины:
2. Окси-, метокси- и метилендиоксикумарины. Заместители могут находиться как в бензольном цикле, так и в пироновом:
3. Фуранокумарины. Группу разделяют на производные псоралена (фурановое кольцо сконденсировано с кумарином в положении 6,7) и производные ангелицина (фурановое кольцо сконденсировано с кумарином в положении 7,8):
4. Пиранокумарины. Ядро пирана сконденсировано с кумарином в положении 5,6; 6,7 или 7,8:
4. Бензокумарины. Бензольное кольцо сконденсировано с кумарином в положении 3,4:
6. Бензофуранокумарины. Содержат систему бензофурана, сконденсированную с кумарином в положении 3,4:
7. Кумарины иного строения.
Углеводная часть кумариновых гликозидов чаще всего представлена D-глюкозой, присоединенной у С-6, С-7 или С-8 кумаринового ядра.
Как к кумаринам, так и к флавоноидам по химической структуре близка группа веществ растительного происхождения, называемая хромонами.
Хромоны – природные соединения, получающиеся в результате конденсации гамма-пиронового и бензольного колец. В отличие от флавоноидов, хромоны не дают реакцию с реактивом Вильсона, а от кумаринов они отличаются по спектрам поглощения.
Кумарины. Биогенез в растениях.
Протекает по шикиматному пути биосинтеза фенольных соединений (см. «Флавоноиды»).
Кумарины. Физико-химические свойства.
Выделенные в индивидуальном виде кумарины представляют собой бесцветные или слегка желтоватые кристаллические вещества, хорошо растворимые в органических растворителях (метиловом и этиловом спиртах, хлороформе и т.д.) и жирных маслах. В воде нерастворимы или малорастворимы. Гликозиды кумаринов растворимы в воде и нерастворимы в органических растворителях.
При нагревании до 100оС кумарины способны к сублимации (возгонке) и обнаруживаются в виде игольчатых кристаллов.
Многие кумарины имеют характерную флуоресценцию в УФ части спектра в нейтральных спиртовых растворах, а будучи растворенными в щелочах или концентрированной серной кислоте – в видимой части спектра.
Большинство кумаринов имеют характерные спектры светопоглощения в зоне длин волн 210-270 нм и 290-350 нм.
Особенностью кумаринов является их легкая растворимость (особенно при нагревании) в водных растворов щелочей за счет образования солей оксикоричной кислоты.
Характерным свойством всех групп кумаринов как лактонов является их специфическое отношение к щелочи (с кислотами и аммиаком кумарины не взаимодействуют). При действии горячей разбавленной щелочи они медленно гидролизуются, при этом происходит обратимый разрыв лактонного кольца с образованием растворов желтого цвета. При подкислении щелочных растворов или при насыщении углекислым газом кумарины переходят в исходное состояние:
Кумарины. Выделение из сырья.
Так как кумаринопроизводные являются нейтральными малополярными соединениями, то наиболее часто выделение кумаринов проводится экстракцией сырья органическими растворителями: метиловым или этиловым спиртами, хлороформом, бензолом, петролейным эфиром.
Для отделения сопутствующих веществ применяют специальную очистку, основанную на обратимом раскрытии у кумаринов лактонного кольца. Сущность этого приема заключается в том, что органический (преимущественно эфирный) экстракт вначале обрабатывают при комнатной температуре 0,5% водным раствором гидроксида калия.
Кислые и фенольные компоненты экстракта перераспределяются в водную фазу реакционной смеси, которую отбрасывают, как содержащую сопутствующие примеси. Затем тот же экстракт обрабатывают 5% водно-спиртовым раствором гидроксида калия. При этом кумарины, содержащиеся в экстракте, образуют растворимые в воде соли кумаровых кислот.
Эфирный слой, содержащий липофильные соединения, отбрасывают, а водный – подкисляют разбавленной хлороводородной кислотой. Кумаровые кислоты вновь переходят в кумарины, которые легко извлекаются из реакционной смеси соответствующим органическим растворителем. Растворитель подвергают отгонке, получая при этом очищенную сумму кумаринов.
Как для очистки кумаринов от сопутствующих веществ, так и для выделения индивидуальных соединений широкое применение получили хроматографические методы. В качестве сорбента чаще всего используются оксид алюминия или силикагель. Десорбцию осуществляют наиболее подходящим органическим растворителем или их смесью, например, смесью петролейного эфира с хлороформом, бензолом и др. В элюатах кумарины обнаруживаются по флуоресценции в УФ свете.
Кумарины. Качественный анализ.
Для обнаружения кумаринов в растительном сырье используют их лактонные свойства, способность флуоресцировать в УФ свете, давать окрашенные растворы с диазосоединениями, микросублимацию, а также хроматографический анализ на бумаге или в тонком слое с последующим проявлением хроматограмм диазореактивом или просмотром в при УФ освещении.
Кумарины. Количественное определение.
При количественном определении кумаринов учитывается то или иное специфическое свойство оцениваемого кумарина.
Способность лактонного кольца кумарина к обратимому размыканию и смыканию в зависимости от рН среды, сопровождающаяся выпадением осадка, используется в гравиметрическом методе определения суммы кумаринов в растительном сырье.
Специфическая реакция кумаринов и щелочи лежит в основе метода нейтрализации (обратное титрование), которое применяется как для определения суммы кумаринов, так и для индивидуальных компонентов.
Способность кумаринов давать устойчивые красно-оранжевые и красно-пурпуровые растворы с диазотированным сульфаниламидом в щелочной среде используется в колориметрических методах определения кумаринов.
Флуориметрические методы количественного определения основаны на способности кумаринов флуоресцировать голубым, сине-фиолетовым или желто-зеленым при возбуждении УФ частью спектра.
Наличие нескольких полос высокой интенсивности в интервале длин волн 220-320 нм электронного спектра позволяет использовать для количественного определения кумаринов УФ-спектрофотометрию. Часто количественной оценке кумаринов предшествует их разделение на хроматографических колонках, на бумаге или в тонком слое сорбента.
Растения и сырье, содержащие кумарины
Плоды амми большой (Fructus Ammi majoris). Амми большая (Ammi majus). Сельдерейные (Apiaceae).
Культивируется в Краснодарском крае, Туркмении.
В сырье содержатся фурокумарины псораленового и ангелицинового ряда.
Плоды амми большой обладают выраженной фотосенсибилизирующей активностью – повышают чувствительность кожи к УФ-свету и стимулируют образование меланоцитами эндогенного пигмента меланина, что способствует восстановлению пигментации кожи.
Препараты амми большой применяют при витилиго, гнездной плешивости, псориазе, микозах и других заболеваниях кожных покровов.
Субстанция, используемая для производства препарата.
Смесь фурокумаринов изопимпинеллина, бергаптена и ксантотоксина. Составляет препарат “Аммифурин” (Ammifurinum).
Корневища и корни вздутоплодника сибирского (Rhizomata et radices Phlojodicarpi sibirici). Вздутоплодник сибирский (Phlojodicarpus sibiricus). Сельдерейные (Apiaceae).
Распространен в Восточной Сибири и Монголии. Горно-степное растение, растущее по склонам сопок.
Сырье содержит пиранокумарины дигидросамидин и виснадин, обладающие спазмолитическим действием.
Препараты корневищ с корнями вздутоплодника сибирского применяют при неспецифических ангиоспазмах, эндартериитах различной этиологии, легких формах хронической коронарной недостаточности.
Субстанция, используемая для производства препарата.
Смесь дигидросамидина и виснадина. Составляет собой препарат “Фловерин” (Phloverinum).
Трава донника (Herba Meliloti). Донник лекарственный (Melilotus officinalis). Бобовые (Fabaceae).
Донник лекарственный повсеместно распространен по Европейской части РФ, степных районах Кавказа и Западной Сибири. Предпочитают сухие луга, степи, пустыри и пустоши.
Трава донника содержит производные кумарина, жироподобные вещества, белки, эфирное масло, витамин Р.
Сырье заготавливают во время цветения, срезая верхушки и боковые побеги длиной до 30 см без толстых и грубых стеблей. Сырье собирают в сухую погоду, когда сойдет роса, так как влажное сырье очень быстро согревается и темнеет.
Сушат в помещениях с хорошей вентиляцией или в сушилках при температуре не выше 40оС. Не рекомендуется пересушивать сырье донника, так как в пересушенном сырье почти все листочки осыпаются.
Вместо донника лекарственного могут быть собраны примеси: трава донника белого – Melilotus albus, который отличается белыми цветками, зубчатыми от основания листьями и цельными шиловидными прилистниками, или донника зубчатого – Melilotus dentatus, отличающегося от донника лекарственного бледно-желтыми цветками, зубчатыми от основания листьями и крупными, надрезанно-зубчатыми прилистниками.
Трава донника угнетает центральную нервную систему, оказывает противосудорожное действие, повышает систолическое артериальное давление, увеличивает минутный объем сердца, улучшает мозговое и периферическое кровоснабжение и кровообращение органов брюшной полости, обладает антикоагулянтным эффектом.
Используют как противосудорожное средство, при стенокардии и тромбозе коронарных сосудов; входит в состав сборов, применяемых для лечения ревматизма. а также в состав потогонных и противовоспалительных сборов.
Наружно – в составе мягчительных сборов для припарок, для ускорения рассасывания и вскрытия нарывов,
Рекомендуемая экстемпоральная форма – настой 1:20.
Длительное применение донника внутрь может вызвать тошноту, рвоту, головную боль, сонливость, нарушение свертываемости крови.
Субстанция, используемая для производства препарата.
Экстракт донника сухой. Входит в состав препарата “Цикло 3 крем” (Cyclo 3 cream).
Семена каштана конского (Semina Hippocastani). Каштан конский (Aesculus hippocastanum). Конскокаштановые (Hippocastanaceae).
Разводится как декоративное дерево.
Сырье содержит гликозилированные кумарины, относящиеся к диокси- и метоксикумаринам; флавоноиды кверцитин и кемпферол, тритерпенове сапонины эсцин, эскулин и др. вещества.
Терапевтический эффект препаратов каштана конского обусловлен комплексным действием биологически активных веществ; кумарины обладают антикоагулянтной активностью (понижают свертывание крови), флавоноиды – Р-витаминной, эсцин – выраженной ангиопротекторной активностью. В результате повышается тонус периферических кровеносных сосудов, снижается проницаемость сосудов, улучшаются реологические свойства крови, уменьшается степень воспалительных реакций.
Препараты семян каштана конского применяют как венотонизирующие, противовоспалительные и антитромботические средства для профилактики и лечения варикозного расширения вен, геморрое и т.п. заболеваниях.
Субстанции, используемые для производства препаратов.
1. Экстракт семян каштана конского сухой (густой). Входит в состав препаратов “Венен-драже” (Venen-dragees), “Венен-мазь” и “Венен-флюид”, “Венитан” (Venitan), “Концентрин специальный” (Concentrin spezial) и др.
2. Эсцин. Входит в состав препаратов «Эссавен гель» (Essaven gel), «Еллон гель» (Yellon gel), «Репарил» (Reparil).
3. Эскулин. Входит в состав препарата «Анавенол» (Anavenolum).
Плоды пастернака посевного (Fructus Pastinacae sativae). Пастернак посевной (Pastinaca sativa). Сельдерейные (Apiaceae).
Культивируется на Украине, в Краснодарском крае.
Плоды содержат фурокумарины (бергаптен, ксантотоксин); флавоноиды, эфирное масло. Фурокумарины плодов пастернака обладают фотосенсибилизирующим действием и применяются при нарушении пигментообразования кожных покровов.
Субстанция, используемая для производства препарата.
Смесь ксантотоксина и бергаптена. Составляет препарат “Бероксан” (Beroxanum),
Плоды псоралеи костянковой (Fructus Psoraleae drupaceae). Псоралея костянковая (Psoralea drupacea). Бобовые (Fabaceae).
Распространена в республиках Средней Азии и Южном Казахстане, главным образом на лесной подгорной равнине, в предгорьях и низкогорьях.
Плоды содержат фурокумарины псорален и ангелицин, обладающие фотосенсибилизирующим действием; жирное масло.
Субстанция, используемая для производства препарата.
Сумма фурокумаринов псоралена и изопсоралена. Составляет препарат “Псорален” (Psoralenum).
Заметки фитохимика 2021. БОРЩЕВИК
Когда-то давным-давно, после публикации статьи посвященной лампе Вуда (см. gReebok detected. Сам себе дерматовенеролог), я анонсировал «борьбу с борщевиком». Потом периодически то в телеграм-канале, то в патреоне читатели у меня спрашивали на предмет этого ненароком брошенного «бороться». Вот на улице весна и кое-где «главный ворог православного народа» начал показываться из-под земли. А значит, самое время описать свое видение того, а надо ли бороться вообще и только ли с борщевиком.
Если хочется узнать почему петрушка/укроп/лайм/бабушкин фикус не менее токсичны (?) чем борщевик Сосновского, как с помощью компонентов борщевика за пару дней стать негром или вылечить рак и облысение — добро пожаловать под кат!
Про вечную борьбу
Нам говорили, что мы должны победить. Кого? Атом? Физику? Космос? Победа у нас не событие, а процесс. Жизнь – борьба. Отсюда такая любовь к наводнениям, пожарам… Землетрясениям… Нужно место действия, чтобы «проявить мужество и героизм». И водрузить знамя.
С.Алексиевич
Беларусь (точнее беларуская чиновьичья рать), если что, борщевик уже успешно на бумаге поборола. И сразу же на первый план у нас вышла борьба с золотарником канадским (а на очереди — бешеный огурец). Ну а так как мне всегда, сколько себя помню, было интересно всегда выслушать альтернативное мнение о любом событии (в пику мнению общепринятому), то и про борщевик нужно это мнение сформировать. Ибо несчастный борщевик успел поклеймить даже ленивый (=тот, кто никогда его и в глаза не видел). Так что сегодня про то, что не всякий борщевик = фототоксин, и не всякий фототоксин = борщевик.
В «черноламповой» статье я упомянул про то, что с помощью лампы Вуда можно по флуоресценции определить некоторые органические соединения, вроде фуранокумаринов борщевика. В этой статье я хочу тему эту немного раскрыть и осветить подробнее такое явление как фитофотодерматит и фототоксичные растения.
ФитоФотоДерматиты или Фурокумарины — «ИПРИТ» растительного мира
Наверное каждый читатель хоть раз в жизни с таким явлением встречался, но скорее всего не каждый связывал это с растениями. Фитофотодерматоз начинается тогда, когда на кожу попадает сок нужного растения. Ответная реакция организма проявляется в течение 24 часов после воздействия и достигает пика через 48–72 часа после воздействия. Сначала кожа становится красной, начинает чесаться и жечь. Волдыри ожогов образуются в течение 48 часов. В качестве напоминания после волдырей могут оставаться разноцветные шрамы, сохраняющиеся на коже в течение нескольких лет. Фактически, это гиперпигментация кожи (локальная повышенная выработка меланина), которая вызвана действитем фотосенсебилизаторов. Также в некоторых газетах иногда проскакивали заметки про то, что сок борщевика вызывал слепоту, клинические исследования этого не подтвердили. Я также никогда не встречал информации о том, что кто-то навсегда ослеп после попадания сока в глаза.
По сути, фотодерматоз от растений, это воспаление кожи вызванное растительными фуранокумаринами, которых, в принципе, не так то и много.
На картинке ниже показаны представители упомянутых групп, с краткими обозначениями. Обозначения понадобятся, чтобы прикинуть в каком фрукте/овоще какой фуранокумарин и насколько он опасен.
Поглощая кванты ультрафиолетового излучения (длинноволнового ультрафиолета с длиной волны 320–380 нм), молекулы растительных фотосенсибилизаторов переходят в возбужденное состояние и в таком виде способны реагировать с биологически важными клеточными компонентами, содержащими двойную связь (например, азотистые основания ДНК в эпителии клеток кожи). Механизм этого процесса следующий: фурокумарины проникают между парами азотистых оснований ДНК с образованием нековалентного комплекса фурокумарин-ДНК. Действие УФ излучения на фурокумарины (как псораленового, так и ангелицинового ряда) приводит к образованию ковалентных аддуктов.
Аддукт (лат. adducto — созданный, приведённый) — продукт прямого присоединения молекул друг к другу в химической реакции, химическое соединение AB, образующееся в результате взаимодействия соединений A и B, при котором не происходит какого-либо отщепления фрагментов. Возможно образование аддуктов в стехиометрическом отношении 1:1 (моноаддукт), или в других отношениях (например, бис-аддукты в отношении 2:1). Часто еще встречается словосочетание ДНК-аддукт — соединение какой-либо молекулы с ДНК. Образование ДНК-аддуктов в организме часто происходит под действием канцерогенов, их метаболитов, либо провоцируется канцерогенами, и ведёт к изменению структуры, невозможности правильного протекания процессов транскрипции ДНК и мутациям.
На рисунке ниже показана химическая структура одного из таких аддуктов на примере нуклеинового основания тимина.
Некоторые из моноаддуктов линейных псораленов (псорален и бергаптен) могут подвергаться еще одному циклу сшивки с ДНК при облучении ультрафиолетом UVA. Моноаддукты ангулярных фуранокумаринов (ангелицин и т.п.) во вторичную сшивку не вступают из-за своей разветвленной структуры.
Помимо повреждения ДНК, ультрафиолетовое излучение может вызывать генерацию синглетного кислорода как из свободных фурокумаринов, так и из их комплексов. Далее этот кислород атакует мембранные липиды и ферменты. Кроме того, в результате взаимодействия синглетного кислорода с бергаптеном образуются долгоживущие реакционноспособные соединения, которые ковалентно связываются с белками/ДНК и вызывают перекисное окисление липидов, повреждение лизосом и образование новых антигенов (из-за ковалентной модификации белков).
В борщевиках (Сосновского, Монтегоцци и т.п.) основная «фуранокумариновая ударная группа» состоит из трех основных «бойцов»:
Вроде бы, с одной стороны, все как «пишут в интернетах» — «Свежачок с западного побережья. Крутой как ботулизм»(С). Тройка фурокумаринов вызывают быстроразвивающиеся фитодерматозы, благодаря им формируются огромные волдыри и долгоиграющие шрамы. Плюс ко всему еще и канцерогены, что мама не горюй. Метоксален (ксантотоксин) считается канцерогеном 1 класса опасности (по классификации Международного агентства по исследованию рака). Бергаптен — «возможно вызывает рак у людей» (и точно вызывает рак у животных). Псорален — «клейма ставить негде», является сенсибилизирующим, мутагенным, канцерогенным и обладает ко всему репродуктивной токсичностью. Не вещества, а один сплошной предупреждающий знак:
Логично, что увидев фразу «канцероген» абсолютное большинство людей не станет разбираться, в какой форме вещество канцерогенно, каков механизм его действия и т.д. и т.п. А вот и зря, потому что для тех же фурокумаринов обязательное условие появления канцерогенных свойств — это присутствие длинноволнового УФ излучения (UVA).
Поэтому не удивительно, что фурокумарины были поставлены на службу человека. Например, тот же метоксален (ксантотоксин) выпускается в виде отдельного медпрепарата (Oxsoralen, Deltasoralen, Meladinine) используемого для лечения (?) псориаза, экземы, витилиго и некоторых кожных лимфом в т.н. PUVA (псорален + UVA ) терапии. Бергаптен также используется для лечения расстройств пигментации (витилиго/нейродермия, псориаз и т.п.), чаще в составе PUVA-терапии. Вещество способно выравнивать пигментацию кожи, но результаты очень разнятся от чувствительности кожи, дозировки препарата и т.п. При использования в качестве лекарственного фотосенсебилизатора, бергаптен безопаснее двух остальных фурокумаринов и не дает неприятных побочных эффектов (зуд, аритмия, тошнота и т.п.). Кроме устранения проблем с пигментацией, бергаптен может использоваться для повышения устойчивости к солнечному излучению у людей с очень чувствительной к загару кожей. Кстати, фурокумарины (в основном, псорален) активно использовались в качестве активаторов загара в солнцезащитных кремах до 1996 года, хотя их фотоканцерогенные свойства были известны давным-давно.
Интересный факт. В свое время один американский писатель — Джон Говард Гриффин — использовал метоксален для того, чтобы написать книгу («Черный как я») о расовой сегрегации на юге США.
PUVA терапия (фуранокумарин+15 часов в день под лампой Вуда) позволили так загореть, что писателя перестали узнавать даже друзья. По мотивам книги позднее был даже снят одноименный фильм.
облысения. Препараты для лечения облысения чаще всего содержат псорален и бергаптен из листьев инжира). Лечение проводится в рамках PUVA-терапии. Биологически активные продукты фотоокисления псоралена обладают иммуномодулирующим действием.
Я множество раз упомянул аббревиатуру PUVA, поэтому просто необходимо остановится на ней подробнее.
Про фотодинамическую (в т.ч. PUVA) терапию.
Существует в медицине такое понятие, как фотодинамическая терапия. Фотодинамическая терапия — это общее название для медицинской процедуры, в которой используются изначально не токсичные светочувствительные соединения, способные избирательно активироваться светом определенной длины волны. После активации такие соединения нацеливаются на раковые и другие клетки и их уничтожают. PUVA-терапию часто относят к подмножеству фотодинамической терапии, а иногда отделяют в параллельное направление.
PUVA (= псорален + ультрафиолет А)- терапия представляет собой терапию ультрафиолетовым светом для лечения экземы, псориаза, витилиго, некоторых видов микозов, парапсориаза с крупными бляшками и Т-клеточной лимфомы кожи. В качестве фоточувствительного компонента чаще всего применяется псорален. Псоралены принимаются в виде таблеток (системно) или могут наноситься непосредственно на кожу перед обработкой ультрафиолетом. Наиболее эффективна PUVA при лечении псориаза и витилиго. В случае витилиго, эффект достигается за счет повышения чувствительности меланоцитов к длинноволновому ультрафиолету.
Стоит отметить, что параллельно с PUVA применяется и UVB терапия (меня кстати в канале несколько раз спрашивали про выбор ламп с длиной волны 315 нм для лечения витилиго). По меньшей мере для витилиго, узкополосная UVB фототерапия теперь используется чаще, чем PUVA, поскольку она не требует применения псоралена. Хотя стоит отметит, что узкополосная UVB-терапия менее эффективна для ног и рук по сравнению с лицом и шеей. Для последних все еще предпочтительна PUVA. Для рук и ног PUVA может быть более эффективным. Предположительная причина может быть в том, что UVA проникает глубже в кожу, а меланоциты в коже рук и ног располагаются глубже чем меланоциты на лице. Тот же узкополосный UVB в 311 нм блокируется самым верхним слоем кожи, а UVA 365 нм достигает меланоцитов, находящихся в нижнем слое кожи. Интересующихся вопросом — отправляю читать свою раннюю статью Как спастись от «зайцев». Инструкция по борьбе с ультрафиолетом, где вопрос проницаемости рассмотрен подробнее.
Интересным применением псоралена, помимо уже упомянутой PUVA (псориаз-экзема-витилиго), является фотохимиотерапия, т.н. фотофорез (или экстракорпоральный фотоферез или ECP), при котором человеку вводится смесь эндогенных лейкоцитов с фурокумаринами и последующей обработкой ультрафиолетом нужной длины волны. Фактически, это комбинация фотодинамической терапии и афереза.
Аферез (от греч. aphaireō отнимать, отбирать; aphaircsis отнятие) — взятие, извлечение, англ. Apheresis — это физический метод получения отдельных компонентов крови или костного мозга, для чего исходный материал извлекается из организма и помещается в центрифугу для разделения компонент (аферезную систему). Метод основан на различии размеров, скорости осаждения на фильтрах и других отличиях при центрифугировании. Метод применяется для коррекции/получения отдельно взятой компоненты с последующим возвратом пациенту/донору откорректированного материала целиком или избирательно.
Антипитательные вещества
В процессе эволюции большинство растений выработало свои механизмы защиты от поедания животными и насекомыми. В том числе и с помощью эндогенных «репеллентов». В зарубежной литературе эти соединения называются антифиданты (англ. — аntifeedants) и представляют собой органические соединения, препятствующие поеданию животными или насекомыми растений. В качестве примера можно привести сосновую канифоль, аллилметилсульфид чеснока и т.п. В настоящее время многие из антифидантов используются в качестве биопестицидов, синтетические аналоги природных соединений позволили разработать новые инсектицидные препараты. В качестве примера можно привести пиретрин из ромашки, на основе которого было синтезирован целый класс соединений, называемых пиретроидами. Что для таракана — плохо, то для человека — хорошо. Поэтому не удивительно, что человек активно использует многие растения, содержащие антифиданты, в качестве пряно-ароматических добавок (специй). Можно вспомнить горчицу и хрен, которые в случае повреждения/сдавливания начинают выделять острые масла содержащие глюкозинолаты.
В последнее время схожее определение появилось и в диетологии и питании человека. Называются вещества такого толка — антинутриенты (антипитательные вещества или *антинажорины*, как кому удобнее говорить). Антинутриенты — это природные или синтетические соединения, которые препятствуют усвоению питательных веществ.
К антинутриентам относятся и таннины, и лектины (потенциальные антираковые препараты из черных точек на банановой кожуре, о которых я писал в прошлой статье) и еще множество различных компонентов (например ингибиторов ферментов, пищевых волокон, хелатирующих агентов, белков и т.п.). С одной стороны для человека который живет под эгидой «зеленой» эко-пищи важен баланс во всем. А в абсолютном большинстве случаев для пост-СССР стран играет роль пословица «не до жиру — быть бы живу». Поэтому и пектины для нас благо, что в мармелад идут, и черника с ее антиоксидантами на ура и еще много чего. Потому что экология оставляет желать лучшего, и выгоднее связать свинец в нерастворимый комплекс и вывести его из организма (пусть и вместе с цинком, медью или еще чем-то) чем получить отравление. Поэтому абсолютно любую написанную информацию можно трактовать с точки зрения «вопроса про стакан, который наполовину пуст или наполовину полон»
Важно и то, что антипитательные вещества находятся в разных количествах почти во всех продуктах растительного происхождения.
Краткий перечень антипитательных веществ
— Ингибиторы пищеварительных протеаз ингибируют действия трипсина, пепсина и других протеаз в ЖКТ, тем самым мешая усвоению белка и перегружая поджелудочную железу.
— Ингибиторы липазы влияют на ферменты (такие как панкреатическая липаза человека), которые катализируют гидролиз некоторых липидов, включая жиры. Например, лекарство от ожирения Орлистат представляет собой ингибитор липаз, превращая все жиры в пищеварительном тракте в не перевариваемые.
— Ингибиторы амилазы предотвращают гидролиз сложных сахаров, и препятствуют образованию простых сахаров (вроде глюкозы) и их усвоение организмом. Активно используются при создании диетических продуктов питания и лечении ожирения.
— Щавелевая кислота и оксалаты присутствующие в ревене, чае, шпинате, петрушке связывают кальций и препятствуют его всасыванию в организме человека.
— Глюкозинолаты (те самые, острые, хрен, горчина и т.п.) предотвращают поглощение йода, подовляя тем самым функцию щитовидной железы, и поэтому считаются гойтрогенами (или зобогенными веществами — веществами, способствующие образованию зоба).
— Пищевые волокна сокращают время прохождения пищи через кишечник, не позволяя другим питательным веществам усвоится в ЖКТ.
— Пища с высоким содержанием кальция, употребляемая одновременно с продуктами, содержащими железо, снижает усвоение железа по механизму, с участием железо-транспортного белка hDMT1, который ингибируется кальцием.
— Некоторые белки, например, авидин, содержащийся в активной форме в сырых яичных белках. Авидин прочно связывается с биотином (витамином B7) и может вызывать его дефицит у животных и людей.
— Флавоноиды, представляющие собой полифенолы из подмножества дубильных веществ хелатируют металлы (железо и цинк) и уменьшают их усвоение в ЖКТ, могут ингибировать некоторые пищеварительные ферменты и связывать белки в нерастворимую форму.
— Фитиновая кислота, которая содержится в отрубях и образует не усваиваемые комплексы с магнием, железом, цинком, кальцием.
Стоит отметить, что уровень антипитательных веществ в современных культурах постоянно снижается в результате процесса «одомашнивания» (хотя, признаться, по большей части концентрации антинутриентов в растительном сырье и так слишком низка, для того, чтобы представлять риск для самочувствия здорового человека, но человеку с хроническими заболеваниями вполне может хватить). В настоящее время существует возможность полностью избавиться от антипитательных веществ с помощью генной инженерии (ГМО-фикация), но, поскольку эти соединения также могут оказывать серьезное лечебно-профилактическое воздействие, такие генетические модификации в итоге сделают пищу более питательной, но серьезно ослабят ее комплексную ценность для здоровья. Хотя человеку с древних времен известен способ борьбы с антинутриентами — термическая обработка пищи и ферментация.
Не борщевиком единым.
Фурокумарины являются естественными составляющими ряда видов растений: зонтичные (Apiaceae), бобовые (Fabaceae), рутовые (Rutaceae) и шелковичные (Moraceae). Концентрации фурокумарина в овощах и фруктах могут значительно отличаться в зависимости от условий выращивания и хранения. Самые высокие концентрации обнаружен в хранящихся образцах сельдерея и пастернака, зараженных микроорганизмами.
Первыми у нас идут представители семейства Зонтичные (Apiaceae) к которому принадлежит великий и ужасный борщевик Сосновского (и другие боршевики, а также дикий сельдерей, дудник, которого наверное видел любой, кто хоть раз выбирался в лес, пастернак луговой, пастернак водяной (Sium suave) и т.д.). Из привычных нам огородных представителей можно вспомнить сельдерей (Apium graveolens L.), пастернак (Pastinaca sativa), петрушку (Petroselinum crispum), морковь (Daucus carota L.), анис (Pimpinella anísum), фенхель (Foeniculum vulgare), укроп (Anethum graveolens) в конце концов.
Все они содержат в своей зелени фуранокумарины и обладают примерно одинаковым фотосенсебилизирующим эффектом. Вкусные сушеные, но опасные в сыром виде.
UPD. Благодаря adeshere коллекцию «фито-ипритов» пополнило еще одно растение из семейства Зонтичные — Прангос кормовой или «юган».
В семействе Рутовых (Rutaceae) также имеются представители, содержащие фуранокумарины и обладающие фототоксическим действием. Из дикорастущих растений до наших широт дошла только Рута душистая, которая разводится как декоративный или лекарственный однолетник.
UPD. по просьбе Javian к Руте душистой добавлю и такое растение как Ясенец:
как пишет «Наука и жизнь»: в отличии от борщевика это красивый цветок, который пострадавшие часто или хотят сорвать и (или) понюхать. Эфирное масло ясенца при попадании на кожу вызывает ожоги. Поскольку оно очень летуче, совсем не обязательно хватать ясенец руками, иной раз достаточно просто пройти рядом с растением. К сожалению, на Кавказе (и Крыму) туристы часто становятся жертвами ядовитого красавца при попытке нарвать его для букета или сфотографироваться вблизи очаровательных цветов. На территории России пять видов ясенца, отличающихся окраской цветков и формой листьев. Увы, все они ядовиты. Иногда их разводят в садах как декоративные растения, они неприхотливы, но нуждаются в ярком солнце. Разумеется, обращаться с ними в саду нужно с большой осторожностью, а там, где есть дети, лучше не сажать. В отличие от борщевиков и пастернака ясенец вызывает ожоги в любую погоду, хотя в холодную, пасмурную выделение эфирного масла снижается, и на расстоянии он в это время безопасен, но при непосредственном контакте с растением кожное воспаление все равно возникает
Я до уровня этого журнала пока не дорос, люблю конкретику, поэтому дополню нудно и фитохимически. В ясенце белом идентифицированы около 13 фурокумаринов, в том числе ксантоксин, псорален, бергаптен, изоимператрин и императрин. Т.е. чуть более чем исчерпывающий набор.
Интересный факт. Именно это растение многие исследователи вместо терна приравнивают к «неопалимой купине», которая упоминалась в Библии. Логика в этом следующая. Я думаю многие видели фокус со шкуркой апельсина и вспыхивающих в пламени зажигалки (при надавливании на шкурку) эфирных маслах.
Считается, что терн может выделять эфирные масла, которые могут вспыхивать от открытого огня. Но повторить этот опыт вроде еще никому не удалось. В библейские времена, видимо, погода была жарче, терн крупнее, эфирные масла более горючи. Так вот наш ясенец тоже имеет свойство активно продуцировать горючие эфирные масла в сухую погоду. Предположительно, основной летучий-горючий компонент этих масел — изопрен (да-да, тот самый из которого каучук).
С Рутовыми разобрались, идем дальше. Гораздо больший интерес представляют цитрусовые (Citrinae), к которым относятся апельсины (Citrus sinensis L.), лимоны (Citrus limon) и лаймы (Citrus aurantifolia). Многие цитрусовые масла могут содержать значительные количества фурокумаринов, особенно те, которые получены путем холодного отжима кожуры бергамота, апельсина, лайма или грейпфрута. Из них, пожалуй, самым ядреным является лайм.
Фитофотодерматит, связанный с лаймами, иногда в разговорной речи называют «болезнью лайма» (не путать с болезнью Лайма, которая боррелиоз и вызывается бактериями-боррелиями, живущими в кишечнике черноногого/собачьего или т.п. клеща).
Наверное именно по описанным выше причнам (=содержание фурокумаринов) производители концентрированного сока лайма фасуют его в емкости, напоминающие гранату РГД-5. Фактически, выходит, что вполне себе боевое отравляющее вещество кожно-нарывного действия с отложенным действием (=сработает днем)
Но наиболее же тяжелые реакции (т.н. дерматит Берлока, Berloque Dermatitis) может вызывать эфирное масло апельсина-бергамота (бергамотового апельсина). Все дело в аномальном содержании вещества бергаптена (3000–3600 мг / кг), которого у сабжа больше чем в любом другом цитрусовом масле.
Ремарка про грейпфрут. Многие наверное знают или хотя бы слышали про то, что лекарства нельзя запивать грейпфрутовым соком. Почему? «а разве это важно? бойцом будь за мир отважным!». Почему так интересовались единицы. А дело все в тех же «борщевиковцах», в фурокумаринах псораленового ряда. В частности здесь виноват бергамоттин и дигидроксибергамоттин (B и DHP в сводной табличке фурокумаринов). Эти вещества воздействуют на определенные ферменты печени и кишечника, что в свою очередь может либо активировать, либо ингибировать многие лекарства (резко повышать/снижать их уровень в крови). Такие колебания могут угрожать жизни и здоровью человека, поэтому одобренные FDA лекарства всегда имеют пункт посвященный взаимодействию с грейпфрутовым соком.
В целом же, среди пищевых продуктов разнообразие фурокумаринов достаточно широко, чтобы представить это — рекомендую смотреть таблицу под спойлером:
Что все это значит? А то, что несмотря на приличное содержание фурокумаринов в некоторых растениях, растения эти мы не стесняемся активно применять в пищу.
Здесь да вспомнить, почему борщевик называется борщевиком. В некоторых местностях России борщевик еще называют «борщень». Неспроста. Ранней весной молодые отрастающие листья борщевика (борщевик сибирский) в старину использовали для добавления в овощные или мясные супы (борщи). Еще Даль в своем словаре приводил поговорку «Были бы борщевик да сныть, а живы будем». На Руси активно мариновали молодые растущие побеги борщевика, солили листья, изготовляли цукаты из стеблей. А также сушили листья борщевика, предварительно вымачивая или отваривая их для удаления эфирного масла и кумариновых соединений. Из корней борщевика, богатых сахарами, получали сахар и гнали водку. Лично знаю товарища, который даже получил финансирование для своего научно-исследовательского проекта «борьбы с борщевиком, через получение из оного спирта». Ну и Домострой, этот главный источник жизненной мудрости, тоже своим вниманием борщевик не обошел:
А возле тына, вкруг всего огорода, там, где крапива растёт, насеять борща, и с весны варить его для себя почаще: такого на рынке не купишь, а тут всегда есть; и с тем, кто в нужде, поделится Бога ради, а если борщ разрастётся, то и продаст, обменяв на другую заправку В ту же пору до самой осени борщ, подрезая, сушить и сплетать в пучки, он всегда пригодится — и в этом году и позднее, и капусту в течение лета варить, и свёклу
Кстати, активно тему альтернативных (или новых, хорошо забытых) источников пищи я рассматривал в своих заметках:
Борщевик там неоднократно упоминается, и даже присутствуют вполне себе современные рецепты блюд. Внимательный читатель с ботаническим образованием может меня упрекнуть, что мол на Руси ели борщевик сибирский, а нынче боремся мы с борщевиком Сосновского. На самом деле в плане питательности разницы между ними нет, дальневосточный борщевик Сосновского даже выгоднее. По содержанию фурокумаринов растения тоже близки. Основное отличие в том, что борщевик Сосновского очень быстро наращивает свою зеленую массу, почему и стал вводиться в культуру. Молодая советская страна искала дешевый быстрорастущий корм для скармливания животным… В итоге получили инвазивный вид. Кстати, в целом можно сказать, что 40-е годы прошлого века — это время расцвета внимания к дикорастущей зелени, как к источнику пропитания. Объяснять, с чем это связано, думаю, излишне.
