Сапонины, антисептические свойства
Автор статьи: Волчек Игорь Анатольевич Доктор медицинских наук, профессор, врач высшей категории |
Экстракты растений давно используются в народной медицине. В частности, препараты Saponaria officinalis считают эффективным при сезонных ринитах, насморках при катарах и простудах, хронических бронхитах, поражениях слизистых оболочек дыхательного и пищеварительного трактов, поражении и раздражении кожи. Пластинчатом шелушении кожи, при псориазе.
По большей части биологический эффект обусловлен сапонинами, которые являются активными составляющими некоторых народных лекарств.
Сапонины - биологически активные соединения, выделяемые растениями, эндофитными грибами и морскими организмами. Это гликозиды, содержащие не сахарную часть, агликон (сапогенин), присоединенный к сахарной составляющей гликозидной связью. В зависимости от химической природы агликона сапонины бывают тритерпеноидными и стероидными сапонинами.
Современные концепции полагают, что сапонины происходят из промежуточных продуктов фитостеринового пути, и в их образование вовлечены преимущественно ферменты, принадлежащие к мультигенным семействам оксидоскваленциклаз, цитохромам P450 и UDP-гликозилтрансферазам семейства 1 [8].
Сапонины обладают разной активностью, включая антимикробную, гемолитическую, гиполипидемическую, иммуномодулирующую и цитотоксическую.
Получены данные об инсектицидном, противоглистном, моллюскоцидном, антибактериальном, противогрибковом и противовирусном действии сапонинов [5, 10, 18].
Сапонины обладают цитотоксической противоопухолевой активностью.
Например, сообщалось о цитотоксической активности многочисленных сапонинов против различных клеточных линий, включая HeLa, Hep-G2, HT1080, HL-60 [32].
Терпеноидные сапонины Quillaja saponaria были описаны как противораковые агенты [17].
Сообщается, что тритерпеноидные сапонины саксифрагифолин B и саксифрагифолин D из Androsace umbellate ингибируют рост раковых клеток и вызывают апоптоз [20].
Олеаноловая кислота, один из наиболее распространенных агликонов тритерпеноидных сапонинов, обладает гипогликемической, гепатопротекторной, противовоспалительной, антибактериальной, анти-ВИЧ, противоязвенной и антиканцерогенной активностями [15].
Сообщается также, что бетулиновая кислота обладает гипогликемическим, гепатопротекторным, противовоспалительным, антибактериальным, анти-ВИЧ, противоязвенным и антиканцерогенным действием [31].
В последнее время большое биомедицинское и фармацевтическое значение придается тритерпеноидным сапонинам [25, 26].
Сапонины, в частности, тритерпеновые обладают выраженной фунгицидной активностью [4, 24, 30].
Противогрибковым эффектом обладают и их производные [19, 30].
Особый интерес, особенно, в связи с существующей пандемией, вызывает противовирусная активность сапонинов.
Показано, что тритерпеноиды также открыли большие перспективы для лечения ВИЧ благодаря своему новому механизму действия. Так, полусинтетический тритерпеноид бевиримат предотвращает созревание новых вирионов и, таким образом, распространение вируса на новые клетки. Во время каскада процессинга Gag бевиримат специфически блокирует расщепление предшественника капсида Gag (CA) CA-SP1 до зрелого белка CA, что приводит к дефектной конденсации ядра и высвобождению незрелых неинфекционных вирусных частиц [13].
Это производное бетулиновой кислоты является мощным ингибитором созревания вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) [22].
Также и другие производные бетулина, бетулиновой кислоты и дигидробетулина также продемонстрировали сильную анти-ВИЧ и антилейшманиозную активность [23, 28].
Исследование активности растительных секстритерпенов, выделенных из Tripterygium wilfordii (китайского мандарина) показало их способность ингибировать репликацию цитомегаловируса человека (HCMV), умеренную вирулицидную активность против нескольких вирусов в оболочке, включая HSV-1, HCMV, вирус кори и вирус гриппа А.
Механизм действия заключался в подавлении синтеза вирусного белка инфицированных клеток при добавлении препарата на ранних стадиях репликации ВПГ-1 путем ингибирования транскрипции и трансляции вирусных генов [7].
Наличие противовирусной активности у различных классов терпеноидов, свидетельствует о перспективности их изучения для использования в качестве противовирусных средств.
В работе [1] была исследована противовирусная активность некоторых моно- и секст- тритерпеновых сапонинов. На модели вируса гриппа с антигенной формулой H7N1 и H3N2 показано, что все исследованные группы терпеноидов могут рассматриваться в качестве перспективных противовирусных средств. При этом наибольший интерес представляют соединения сесквитерпенового ряда, которые по активности превосходили современные коммерческие противовирусные препараты Амизон и Тамифлю.
Механизмы противовирусного действия сапонинов, помимо изложенных выше, могут быть многообразными. Это и нарушение проникновения вируса в клетки, непосредственное воздействие на транспортные белки проникновения вируса в клетку и репликации вируса в клетке и воздействие на нуклеиновые кислоты
Установлено, что сапонины перестраивают архитектуру холестеринсодержащего липидного бислоя с образованием пор и повышением проницаемости мембраны [2, 16, 19].
В результате чего пораженная вирусом клетка гибнет.
Сапонины регулируют экспрессию микро РНК (miRNA) у растений [3].
С помощью масс-спектрометрии установлен факт молекулярного комплексообразования тритерпеновых гликозидов с пуриновыми основаниями нуклеиновых кислот ( аденином и гуанином) [12].
Кроме выше приведенных, в отношении противовирусного, антибактериального, фунгицидного, противоопухолевого эффектов свидетельствуют данные об иммуномодулирующем действии сапонинов.
Многочисленными исследованиями показано, что активация различных провоспалительных медиаторов, регулируется природными и полусинтетическими тритерпеноидами, наряду с тритерпеноидными, стероидными сапонинами и стероидными гликоалкалоидами [9, 11, 14, 21, 27, 29].
Следует указать, что в состав Saponaria officinalis входит множество, более 96, компонентов, в том числе, терпеноиды. Особый интерес представляет тот факт, что количество сесквитерпеноида (наиболее активного в отношении вирусов сапонина) достигает 41,2% экстракта [6].
В соответствие с этим и приведенными выше данными, экстракты и чистые вещества, полученные из данного растения могут обладать всеми перечисленными биологическим эффектами.
Литература
-
Турмагамбетова А.С., Зайцева И.А., Омиртаева Э.С., Соколова Н.С., Богоявленский А.П., Атажанова Г.А., Мукушева Г.К., Адекенов С.М., Березин В.Э. Растительные терпеноиды, как основа создания новых противовирусных препаратов. Новости науки Казахстана. № 3 (137). 2018, с. 57-65.
-
Augustin JM, Kuzina V, Andersen SB, Bak S. (2011). Molecular activities, biosynthesis and evolution of triterpenoid saponins. Phytochemistry 72:435–57.
-
Brodersen P, Sakvarelidze-Achard L, Schaller H, et al. (2012). Isoprenoid biosynthesis is required for miRNA function and affects membrane association of ARGONAUTE 1 in Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci USA 109:1778–83.
-
Chen YF, Yang CH, Chang MS, et al. (2010). Foam properties and detergent abilities of the saponins from Camellia oleifera. Int J Mol Sci 11:4417–25.;
-
Francis G, Kerem Z, Makkar HPS, Becker K. The biological action of saponins in animal systems: a review. Brit J Nutr 2002;88:587–605.
-
Goran M. Petrović, Marija D. Ilić, Vesna P. Stankov-Jovanović, Gordana S. Stojanović and Snežana Č. Jovanović. Phytochemical analysis of Saponaria officinalis L. shoots and flowers essential oils. Natural Product Research, 2018. VOL . 32, NO. 3, 331–334.
-
Hayashi K, Hayashi T, Ujita K, Takaishi Y Characterization of antiviral activity of a sesquiterpene, triptofordin C-2. J Antimicrob Chemother. 1996 Apr;37(4):759-68.
-
Jörg M. Augustin a, Vera Kuzina a, Sven B. Andersen b, Søren Bak. Molecular activities, biosynthesis and evolution of triterpenoid saponins. Phytochemistry. Volume 72, Issue 6, April 2011, Pages 435-457
-
Kannaiyan R, Hay HS, Rajendran P, et al. (2011). Celastrol inhibits proliferation and induces chemosensitization through down-regulation of NF-kB and STAT3 regulated gene products in multiple myeloma cells. Br J Pharmacol 164:1506–21. Laszczyk, 2009;
-
Lacaille-Dubois MA, Wagner H. A review of the biological and pharmacological activities of saponins. Phytomed 1996;2:363–86.
-
Lee ST, Wong PF, Cheah SC, Mustafa MR. (2011). Alpha-tomatine induces apoptosis and inhibits nuclear factor-kappa B activation on human prostatic adenocarcinoma PC-3 cells. PLoS One 6:e18915.
-
Lekar А. V., Vetrova E. V., Borisenko N. I., Yakovishin L. A. & Grishkovets V. I. Mass spectrometry of triterpene glycosides molecular complexation with purine bases of nucleic acids. Russian Journal of Bioorganic Chemistry volume 37,
-
Li F, Goila-Gaur R, Salzwedel K, et al. (2003). PA-457: a potent HIV inhibitor that disrupts core condensation by targeting a late step in Gag processing. Proc Natl Acad Sci USA 100:13555–60.
-
Liby KT, Sporn MB. (2012). Synthetic oleanane triterpenoids: multifunctional drugs with a broad range of applications for prevention and treatment of chronic disease. Pharmacol Rev 64:972–1003. Pollier & Goossens, 2012;
-
Liu J. Pharmacology of oleanolic acid and ursolic acid. J Ethnopharmacol 1995;49:57–68.
-
Lorent J, Lins L, Domenech O, et al. (2014). Domain formation and permeabilization induced by the saponin a-hederin and its aglycone hederagenin in a cholesterol-containing bilayer. Langmuir 30: 4556–69.
-
Mayank T, Matthia FM, Hendrik F, Alexander W. Chemistry and pharmacology of saponins: special focus on cytotoxic properties: Botanics Targets Ther 2011;1:19-29.
-
Milgate J, Roberts DC. The nutritional and biological significance of saponins. Nutr Res 1995:15:1223–49.
-
Morrissey JP, Osbourn AE. (1999). Fungal resistance to plant antibiotics as a mechanism of pathogenesis. Microbiol Mol Biol Rev 63: 708–24.
-
Park JH, Kwak JH, Khoo JH. Cytotoxic effects of triterpenoid saponins from Androsace umbellata against multidrug resistance (MDR) and non-MDR cells. Arch Pharm Res 2010;33(8):1175-80
-
Raju J, Mehta R. (2009). Cancer chemopreventive and therapeutic effects of diosgenin, a food saponin. Nutr Cancer 61:27–35. Shanmugam et al., 2013;
-
Smith PF, Ogundele A, Forrest A, et al. (2007). Phase I and II study of the safety, virologic effect, and pharmacokinetics/pharmacodynamics of single-dose 3-O-(30,30-dimethylsuccinyl)betulinic acid (bevirimat) against human immunodeficiency virus infection. Antimicrob Agents Chemother 51:3574–81.
-
Sousa MC, Varandas R, Santos RC, et al. (2014). Antileishmanial activity of semisynthetic lupane triterpenoids betulin and betulinic acid derivatives: synergistic effects with miltefosine. PLoS One 9: e89939.
-
Tamura Y, Miyakoshi M, Yamamoto M. (2012). Application of saponincontaining plants in foods and cosmetics. In: Sakagami H, ed. Alternative medicine. Rijeka, Croatia: InTech, 85–101.;
-
Tessa Moses, Kalliope K. Papadopoulou & Anne Osbourn (2014) Metabolic and functional diversity of saponins, biosynthetic intermediates and semi-synthetic derivatives, Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology, 49:6, 439-462, DOI: 10.3109/10409238.2014.953628
-
Vasudeva Reddi Netala, Sukhendu Bikash Ghosh, Pushpalatha Bobbu, Dandu Anitha, Vijaya Tartle. Triterpenoid Saponins: A Rewiew on Biosynthesis? Applications and Mechanism of their action. Int J Pharm Pharm Sci, Vol 7, Issue 1, 24-28
-
Wu F, Yi Y, Sun P, Zhang D. (2007). Synthesis, in vitro inhibitory activity towards COX-2 and haemolytic activity of derivatives of esculentoside A. Bioorg Med Chem Lett 17:6430–3.
-
Xiong J, Kashiwada Y, Chen CH, et al. (2010). Conjugates of botulin derivatives with AZT as potent anti-HIV agents. Bioorg Med Chem 18:6451–69.
-
Yadav VR, Prasad S, Sung B, et al. (2010). Targeting inflammatory pathways by triterpenoids for prevention and treatment of cancer. Toxins 2:2428–66.
-
Yang CR, Zhang Y, Jacob MR, et al. (2006). Antifungal activity of C-27 steroidal saponins. Antimicrob Agents Chemother 50:1710–4.
-
Yogeeswari P, Sriram D. Betulinic acid and its derivatives: a review on their biological properties. Curr Med Chem 2005;12:657-66
-
Zhang C, Li B, Gaikwad AS. Avicin D selectively induces apoptosis and downregulates p-STAT-3, bcl-2, and surviving in cutaneous T-cell lymphoma cells. J Invest Dermatol 2008; 128(11):2728-35.
к списку публикаций