В медицинской практике используют полисахариды водорослей Laminaria, Annfeltia, Fucus и др.

Виды ламинарии (л.японская, л.сахаристая) содержат гетерополисахариды – альгиновые кислоты. Они состоят из остатков D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот, связанных β-1,4-гликозидными связями в виде линейной цепи. В водорослях они присутствуют в виде солей кальция, магния, калия и составляют до 30% сухой массы водорослей.

Фрагмент альгиновой кислоты

I – маннуроновая кислота

II – гулуроновая кислота

Соотношение этих кислот в молекулах альгиновых кислот варьирует, причем имеются участки полимера, состоящие только из остатков D-маннуроновой кислоты, участки, состоящие только из остатков L-гулуроновой кислоты и участки с чередующимися остатками этих двух уроновых кислот. Нативные альгиновые кислоты, по-видимому, состоят из нескольких фракций с различной растворимостью, отличающихся соотношением кислот.

Альгиновые кислоты являются природным ионообменником и обладают способностью селективно адсорбировать ионы тяжелых металлов и радиоизотопов.

Применение альгиновых кислот способствует предотвращению отложения радиоактивного стронция в организме человека и животных. Ионообменные свойства зависят от соотношения уроновых кислот. Большее содержание L-гулуроновой кислоты обеспечивает большую адсорбционную способность.

На основе альгиновой кислоты на мировом рынке имеется около 200 препаратов.

На основе альгината натрия разработаны препараты альгипор, альгимоор для лечения ожогов, ран; имеются препараты с гемостатическим, гастропротекторным действием; ламинарин сульфат применяется как антисклеротическое; препараты ламинарий применяются при колитах, хронических запорах (порошок, лаинарид), мочекаменной болезни.

Альгинаты могут использоваться для получения перевязочных материалов с пролонгированным действием.

→ (1→3)-β-D-gal (1→4)-α-L-gal

Агар-агар

Пектиновые вещества

Пектиновые вещества (ПВ) – гетерополисахариды, главной структурной единицей которых является a-D-галактуроновая кислота (83-90%). Кроме галактуроновой кислоты в меньших количествах в составе ПВ присутствуют также D-галактоза, L-арабиноза, L-рамноза и другие нейтральные моносахариды.

ПВ открыты в 1825 году; название происходит от греч. слова pĕctós – свернувшийся, застывший.

α-D-галактуроновая кислота

В зависимости от строения, степени полимеризации ПВ классифицируются на ряд групп.

Пектовые кислоты – простейшие представители пектиновых веществ, являющиеся преимущественно продуктами полимеризации остатков α-D-галактуроновой кислоты, связанных 1,4-связями в линейные цепи. Количество единиц α-D-галактуроновой кислоты может достигать до 100. Растворимы в воде, являются основой других групп пектиновых веществ.

Пектиновые кислоты (пектины) – более высокомолекулярные соединения, содержащие 100-200 единиц α-D-галактуроновой кислоты. Кроме того, карбонильные группы могут быть в различной степени метоксилированы.

Пектаты, пектинаты – соли пектовых и пектиновых кислот.

Пектиновые кислоты, пектаты и пектинаты растворимы в воде в присутствии сахаров, органических кислот с образованием плотных гелей.

Пектовая кислота - R = H

Пектиновая кислота - R = H и CH3

Пектат – R = Me+

Пектинат – R = Me+ и CH3

Протопектины – высокомолекулярные полимеры метоксилированной полигалактуроновой кислоты с галактаном и арабинаном клеточной стенки, изредка прерываемой остатками рамнозы. Не растворимы в воде.

Общая схема строения пектиновых веществ

Протопектин содержится в большом количестве в незрелых плодах. При созревании плодов под влиянием протолитических ферментов происходит деполимеризация полиуронидных цепочек и протопектин переходит в более низкомолекулярные группы пектиновых веществ.

ПВ – твердые аморфные вещества, не растворимые в спирте и неполярных растворителях.

При действии на ПВ разбавленных щелочей или фермента пектазы метоксильные группы легко отщепляются и образуется метиловый спирт и пектовая кислота, которая легко осаждается из раствора Са2+. Это свойство можно использовать для количественного определения пектиновых веществ.

ПВ широко распространены в природе. В растениях присутствуют обычно в виде протопектина, составляющего большей частью межклеточное вещество, и вещество первичной стенки молодых растительных клеток. ПВ вместе с гемицеллюлозой выполняют функцию цементирующего материала, играя роль опорных элементов тканей.

Растворимые пектины присутствуют в соках растений. Пектиновые вещества предохраняют растения от высыхания, повышая засухоустойчивость и морозостойкость, влияют на прорастание семян и рост клеток.

Пектиновые вещества из растительного сырья извлекают при нагревании обычном 0,1 н раствором фосфорной или другой кислоты; экстракт концентрируют, фильтруют и ПВ осаждают спиртом.

Для их очистки используют образование пектатов, из которых пектиновые вещества освобождают действием кислот. Количественное определение проводят гравиметрическим методом (осаждение спиртом), методом потенциометрического титрования, основанного на взаимодействии пектовых кислот с гидроксидом кальция и др.

Обладают противоязвенной, противовоспалительной (сок подорожника, плантаглюцид); антитоксической (выводят тяжелые металлы!), радиозащитной активностью, иммунопротекторным действием; улучшают моторику желудочно-кишечного тракта, нормализуют обмен веществ, снижают содержание холестерина в крови.

В Японии запатентовано использование метоксилированного яблочного пектина для лечения рака кишечника.

В фармации пектины используют в качестве матрицы – носителя биологически активных веществ (антигельминтных препаратов, изониазида и др.), а также как эмульгатора, связующего материала при приготовлении эмульсий, пилюль. Присутствие пектинов необходимо учитывать при переработке лекарственного растительного сырья.

Широко используют в кондитерском производстве, хлебопечении, сыроварении, текстильной промышленности. В промышленности пектины получают из жома яблок, плодов цитрусов, свеклы, корзинок подсолнечников, кормового арбуза.