Лекарственные растения. Фундаментальные исследования

Усниновая кислота

Общие
Систематическое наименование	2,6-диацетил-7,9-дигидрокси-8,9b-диметил-1,3(2H,9bH)-дибензофурандион
Хим. формула	С 18 H 16 O 7
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	344,315 г/моль
Плотность	1,54 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	204 °C
Классификация
Рег. номер CAS	125-46-2
PubChem
Рег. номер EINECS	204-740-7
SMILES
InChI
ChEBI
ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа) , если не указано иного.

Лишайники хорошо известны разнообразием вторичных метаболитов , так называемыми лишайниковыми веществами. Пожалуй, наиболее известным вторичным метаболитом лишайников является усниновая кислота, которая продуцируется в родах Cladonia , Usnea , Lecanora , Ramalina , Evernia , Parmelia , Alectoria и в других родах лишайников. Усниновая кислота обладает противовирусной, антибиотической, анальгетической, противотуберкулезной и инсектицидной активностями.

Усниновая кислота продуцируется микобионтом лишайника, - это было впервые показано в работе и в дальнейшем усниновую кислоту извлекли из изолированных микобионтов лишайников рода Ramalina . Усниновая кислота впервые была выделена в 1843 г. из лишайников родов Ramalina и Usnea , годом позже характеризована как индивидуальное вещество и получила своё название. Через девять десятилетий было установлено её химическое строение.

Усниновая кислота продуцируется в лишайниках в больших количествах, составляя до 8 % от сухого веса талломов . Наблюдаются большие сезонные колебания содержания усниновой кислоты в талломах лишайников: пиковый уровень в конце весны и начале лета, и в целом низкий уровень в течение осени и зимы. Содержание усниновой кислоты коррелирует со временем наступления летнего солнцестояния, уровнями солнечной радиации и температурными условиями, зависит от места произрастания лишайника.

Усниновая кислота - кристаллическое вещество жёлтого цвета, по своему строению относится к производным дибензофурана и существует в виде двух энантиомерных форм , различающихся конфигурацией метильной группы у атома С 9b . Правовращающий энантиомер имеет R -конфигурацию ангулярной метильной группы и его удельное вращение составляет +478 (с 0.2 CHCl 3 , (град мл) (г дм) -1). Типичным продуцентом (+)-усниновой кислоты является Usnea longissima , источником левовращающего энантиомера усниновой кислоты можно назвать Cladonia stellaris (-458, c 0.2 CHCl 3 , (град мл) (г дм) -1).

Гидроксильные группы усниновой кислоты участвуют в образовании сильных межмолекулярных водородных связей . Константы диссоциации гидроксильных групп усниновой кислоты, определенные спектрофотометрическим титрованием , составляют: pKa 1 4.4 (C 3 -OH), pKa 2 8.8 (C 7 -OH), pKa 3 10.7 (C 9 -OH). Кислотность среды и соотношение нейтральной и анионной форм усниновой кислоты, по предположению исследователей, играют важную роль в жизнедеятельности лишайника.

Гидроксильные группы этой молекулы образуют сильные внутримолекулярные водородные связи, а также способны формировать межмолекулярные водородные связи, что может способствовать быстрой передаче избыточной энергии, полученной лишайниками от Солнца, окружающей среды в виде тепла.

Наличие резорцинового цикла и системы сопряжённых карбонильных групп способствуют тому, что молекула усниновой кислоты широко поглощает в ближнем УФ (320-400 нм), среднем УФ (280-320 нм) и дальнем УФ (ниже 280 нм) диапазонах. Следует отметить, что этот метаболит выступает в качестве эффективного солнцезащитного средства для лишайников. Это позволяет лишайникам, например, при условии долгого пребывания на солнце в жарких пустынях снизить вредное воздействие солнечного излучения.

Основным способом получения усниновой кислоты, начиная с первых исследований в XIX в и до наших дней, является экстрагирование лишайников органическими растворителями и последующие осаждение из экстракта или его перекристаллизация. Усниновая кислота хорошо растворяется в бензоле , хлороформе , амиловом спирте , ледяной уксусной кислоте, малорастворима в этаноле , петролейном эфире , диэтиловом эфире и нерастворима в воде .

Син.: исландский лишайник, колючник, сухоборный мох, лопастянка, легочный мох, комашник, рябчиковый мох, исландская лопастянка.

Цетрария исландская (исландский мох) – уникальное целебное растение, название которого не имеет ничего общего с настоящими мхами. Этот лишайник является показателем экологической чистоты местности. Применяется в медицине, народном хозяйстве, кулинарии.

Задать вопрос экспертам

В медицине

Цетрария исландская нашла свое применение в официальной и народной медицине. В составе растения присутствует усниновая кислота, которая обладает сильной антибиотической активностью, поэтому исландский мох успешно используется при лечении простудных заболеваний, воспалениях органов брюшной полости и кишечника. Полезные свойства цетрарии известны человечеству с давних времен. Еще в IX столетии этот лишайник был признан официальной медициной. Второе его название звучало как «легочный мох», поскольку доказан его эффект при простудных заболеваниях, кашле.

Цетрария показана для излечения истощенных больных, при анемии, опрелостях и ожогах, язвах и гастритах. Растение обладает мощными антибактерицидными, ранозаживляющими, иммуностимулирующими свойствами. Поэтому успешно используется для заживления ран, лечения заболеваний кожи, инфекционных недугов, от кашля.

Питательная ценность цетрарии имеет высокие показатели: 80% массы составляют углеводы, 2% - жиры, 3% - белки. Мох легко усваивается организмом, отсутствуют растраты энергии для этого процесса. Он показан для истощенных больных и после тяжелых инфекционных болезней.

В составе лишайника содержатся вяжущие активные компоненты, крахмал. Из растения готовят студни и применяют при диарее. Дубильные вещества исландского мха способствуют излечению организма от отравления ядами растительного происхождения и тяжелыми металлами.

В кулинарии

Некоторые народы применяют лишайники в кулинарии. В составе исландского мха найдены пектиновые вещества, которые обладают высокой способностью к образованию клейкой массы - желе. Поэтому растение применяют для приготовления студня, киселя. Из исландского мха получается неплохое пиво. Северные жители измельченный высушенный мох добавляют в муку и пекут хлеб.

В других областях

В прошлом лишайники, в том числе и цетрарию, использовали в качестве красящего сырья. Сегодня синтетические анилиновые красители вытеснили кустарное производство красящих веществ из этих растений.

В 20 столетии из стелющегося исландского мха было произведено клеевое высококачественное вещество, напоминающее желатин.

Лишайник произрастает только в экологически чистой среде. Исландский мох является отличным кормом для оленей и свиней.

Классификация

Цетрария исландская или исландский мох (лат. Cetraria islandica) принадлежит к роду Cetraria, семейства Пармелиевых.

Ботаническое описание

Исландский мох представляет собой небольшой ветвистый куст с листовым талломом (слоевищем). Многолетнее растение относится к обыкновенным лишайникам, окрашено в буро-зеленый оттенок с белыми пятнами. Достигает в высоту обычно 12-15 см. Слоевище состоит из плоских, свернутых в виде желобка лопастей. Этот ветвистый куст крепится к субстрату (почве, коре деревьев или старых пней) ризоидами. Таллом мха бывает различной окраски: от светло-коричневой до зеленовато-бурой. На нижней части слоевища имеются отверстия, которые предназначены для проникновения воздуха. Лопасти по краям немного загнуты, блестящие.

Размножается цетрария спорами. Плодовые тела исландского мха имеют блюдцеобразную форму, они плоские или слегка вогнутые, образуются на концах лопастей таллома. При благоприятных условиях мох хорошо растет, размножается. Если же наступает засуха, то растение подсыхает, меняет цвет своего окраса от зеленого до беловато-серебристого. В таком состоянии анабиоза может провести до нескольких лет, после чего при достаточном увлажнении субстрата возрождается вновь за несколько часов.

Распространение

Цетрария исландская как представитель лишайников распространена во всех регионах России, встречается на Крымском полуострове, Кавказе, а также в Австралии, Азии, Африке. Предпочитает климатические условия умеренных широт, тундры и лесотундры. Исландский мох произрастает в сосновых лесах, прикрепляясь ризоидами к почве или к коре больших старых пней, прекрасно себя чувствует в песчаных незатененных местах, на болотах и высокогорьях. Хорошо растет в экологически чистых условиях, разрастается колониями на хорошо освещенных территориях.

Регионы распространения на карте России.

Заготовка сырья

Исландский мох заготавливают в конце лета или ранней осенью. Чтобы сохранить лечебные свойства растения, сырье тщательно просушивают и хранят не больше двух-трех лет. Собранные руками или с помощью граблей лишайники, очищают от остатков почвы, хвои, мелко режут и высушивают в хорошо вентилируемом помещении. Желательно чтобы прямые лучи не попадали на слоевища лишайников, поскольку многие полезные компоненты разрушаются под воздействием ультрафиолета. Сырье еще раз переворачивают и досушивают. Хранят в мешках, деревянных бочках или стеклянных банках в темном месте при комнатной температуре.

Химический состав

В составе растения обнаружено больше 10 полезных микроэлементов: активный компонент лихенин, изолихенин, сахара, воск, камедь, марганец, железо, йод, медь, титан, пигменты, лишайниковые кислоты (усниновая, лихестериновая, протолихестериновая, фумарпротоцентраровая и другие). Наличие кислот придают растению горечи, а также обуславливают его антисептические и тонизирующие свойства. Богатый состав микроэлементов, наличие полисахаридов способствуют укреплению защитных сил организма человека.

Фармакологические свойства

Препараты из исландского мха обладают иммунномоделирующим, противовоспалительным эффектом, оказывают антимикробное, антиоксидантное, абсорбирующее, онкопротекторное действие на организм человека. Слизистое вещество устраняет раздражение, обволакивает воспаленные желудка, ротовой полости, гортани, кишечника.

Натриевая соль усниновой кислоты, которая обладает антибактериальным свойством, успешно используется в составе препаратов цетрарии. Лихестериновая, а также протолихестериновая кислоты особо активны в отношении стрептококков, стафилококков и прочих устойчивых микробов. Уснинат натрия употребляется наружно при терапии трофических язв, инфицированных ран, ожогов.

Благодаря уникальному составу, исландский мох считается природным антибиотиком, сила которого нередко преобладает над обычными антибиотиками. На болезнетворные бактерии, вирусы и грибки эффективно воздействуют кислоты лишайника, в частности усниновая.

Группой немецких фармацевтических компаний разработаны препараты на основе мха исландского: Исла-Моос и Исла-Минт, Бронхикал плюс для детей, Bronchialtee 400, Salus Bronchial-Tee № 8, присутствующие на рынке уже много лет. Это говорит об их востребованности и об уникальности составляющих компонентов лишайника. Данные лекарства успешно излечивают болезни верхних дыхательных путей, показаны при сухом «лающем» кашле, при патологических состояниях от ларингита до астмы, при осиплости голоса и его полной потере. Активные компоненты препаратов не только лечат, но и отлично защищают, предупреждают развитие разнообразных простудных инфекций в холодное время года.

Употребление цетрарии в форме лекарственных средств благотворно влияет на работу кишечника, желудка, активизируя его секреторную функцию и тем самым повышая аппетит.

Биологически активные вещества цетрарии обладают противовоспалительным, смягчающим и отхаркивающим действием.
Полисахариды исландского мха обладают способностью защищать слизистую оболочку дыхательных путей от воздействия различных химических факторов.
Установлено, что отдельные лишайниковые кислоты проявляют выраженную противомикробную активность. Особенно ценна усниновая кислота, обладающая сильной антибиотической активностью. Ее натриевая соль подавляет рост микобактерий туберкулеза и других грамположительных микроорганизмов (стафилококков, стрептококков). По антибактериальной активности усниновая кислота примерно в 3 раза уступает стрептомицину. Установлено, что лишайниковые экстракты действуют преимущественно на грамположительные кислотостойкие бактерии. И только некоторые, в виде исключения - на отдельные грамотрицательные виды. В процессе изучения технологии лекарственных средств, которые изготавливаются из цетрарии, было установлено, что при изготовлении отвара в воду переходит только цетраровая кислота, а усниновая кислота - нет.
Усниновая кислота в небольших дозах обладает способностью убивать возбудителей туберкулеза и некоторые другие грамположительные бактерии.
Большое значение имеет и фумарпротоцентраровая кислота, которую считают одним из наиболее активных противомикробных факторов цетрарии. Кроме вышеуказанного, немецкие ученые считают протоцетраровую кислоту, выделенную из водной вытяжки цетрарии, сильным иммуномодулятором, способствующим активизации иммунной системы.
В свободном состоянии и в виде солей D-протолихестериновая кислота активна против Helicobacter pylori. Очевидно, с этим действием хотя бы частично связана терапевтическая эффективность исландского мха при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

Применение в народной медицине

Лишайник уже много веков применяется в народной медицине. Целебные отвары и настои используют при туберкулезе, астме, кашле, хронических запорах, спазмах в кишечнике и желудке. Мох применяют при воспалении миндалин, бронхите, коклюше, пневмонии, для снятия зубной боли. Экстракты цетрарии на спирту или масле особо эффективны при гнойных ранах, ожогах и язвах.

Исландскому мху свойственны противовоспалительные, противомикробные, кровоостанавливающие и легкие седативные свойства. Цетрария отмечена как тонизирующее, иммуномодулирующее, общеукрепляющее средство. В некоторых странах Европы лишайник используется для производства лекарств против ВИЧ инфекции. Японские исследователи обнаружили особые свойства мха, излечивающие онкологические заболевания и различные инфекции.

Историческая справка

Латинское название исландского мха происходит от слова cetra в переводе «щит». Первое письменное упоминание о применении исландского мха в качестве лекарственного сырья появилась в XVII веке. Вторая половина XVIII и первая половина XIX века были периодом наиболее широкого применения исландского мха как лечебного средства. Среди всех известных лишайников некоторые тогдашние авторы особенно высоко ценили цетрарию исландскую. В частности, в 1809 году Луйкен писал, что этот мох находится на первом месте среди лекарств. Указывая на возможности лечебного применения цетрарии, в том числе и при туберкулезе, Луйкен отмечал, что за антисептический эффект лекарства с цетрарией выделяются среди всех известных на то время лекарств. В XVIII и XIX веках цетрария была хорошо известным традиционным средством при лечении туберкулеза легких, а ее слоевище входило в большинство европейских фармакопей тех времен.
В конце XIX и начале XX века в связи с интенсивным развитием научно-практической медицины врачи реже стали применять лекарственные средства с цетрарией.
В 1919 году А. А. Еленкин и В. Е. Тищенко написали первую научную монографию «Исландский мох и другие полезные лишайники русской флоры». Книга была сдана в печать в издательство Петроградского отделения Российского пищевого научно-технического института. Однако данная книга в связи с ликвидацией указанного института не вышла в свет. В том же году В. Н. Любименко на основе вышеуказанной рукописи опубликовал статью «Исландский мох как пищевое средство», а позднее А. А. Еленкин в монографии «Лишайники как объект педагогики и научного исследования» коснулся проблем практического применения цетрарии исландской в пищевой промышленности. В период интервенции и гражданской войны в СССР в 20-х годах, которые обусловили голод в отдельных регионах страны, народы российского севера использовали слоевище исландского мха как дополнительный пищевой продукт. Удаляя с помощью соды или щелочи горькие вещества с цетрарии и высушивая очищенное слоевище, подмешивали ее в муку и выпекали хлеб. Среди многих северян цетрария была известна под названием хлебный мох. В медицинских источниках прошлых лет цетрария вспоминается как эффективное средство против слизетечения из канала кишечника, для лечения мочевого пузыря, почек, при затяжном поносе.

Литература

1. Жизнь растений. В 6-ти т. Т. 3. Водоросли и лишайники / Под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М.: Просвещение, 1981

2. Лекарственные растения и их применение. — 5-е изд., перераб. и. доп. — М., Наука и техника, 1974.

Владельцы патента RU 2317076:

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности. Проводят экстракцию смеси лишайников родов Usnea и Cladonia органическим растворителем (хлороформ, четыреххлористый углерод, ацетон, гексан, петролейный эфир, нефрас и смеси перечисленных растворителей) с последующим выделением целевого продукта путем упаривания органического растворителя и осаждения из экстракта в системе хлороформ - спирт (1:10) или из гексана. Изобретение позволяет повысить выход до 0.99-2.44%.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и касается получения усниновой кислоты - (2,6-диацетил-3,7,9-тригидрокси-8,9b-диметил-9bН-дибензофуран-1-она) следующей структурной формулы I:

Усниновая кислота - желтое кристаллическое вещество с остовом дибензофурана обладает высокой активностью по отношению ко многим патогенным организмам вирусной, бактериальной и грибковой природы, благодаря своим свойствам используется в косметике, стоматологии и других областях медицины. Хорошим источником усниновой кислоты являются различные виды лишайников, например лишайники родов Usnea и Cladonia, в которых это соединение является основным метаболитом.

Известны способы получения усниновой кислоты путем экстрагирования лишайника бензолом, которые отличаются стадией выделения чистого вещества из сухого экстракта.

По способу, описанному в [Моисеева Е.Н. Биохимические свойства лишайников и их практическое значение. Изд. АН СССР, 1961, с.43-47.], лишайник экстрагируется бензолом, бензол удаляется, сухой экстракт лишайника обрабатывается хлороформом, хлороформный экстракт упаривается, остаток обрабатывается холодным спиртом, выпавшие кристаллы усниновой кислоты далее еще раз растворяют в горячем хлороформе и высаживают холодным спиртом и эфиром. Таким образом, процедура извлечения усниновой кислоты из экстракта многостадийная, а достигаемый выход составляет всего 0.66%.

По изобретению [А.с. СССР 833255, МКИ3 А61К 35/82. Способ получения усниновой кислоты, БИ №20, 1981] выход целевого продукта также невысок - 0.76%. Способ заключается в экстрагировании лишайника бензолом, удалении бензола, обработки сухого остатка хлороформом, после чего извлеченная из экстракта усниновая кислота очищается с использованием силикагеля. Сначала загрязненная усниновая кислота в растворе наносится на силикагель, растворитель удаляется, а целевой продукт элюируется с силикагеля на колонке смесью бензол - хлороформ. Такой многоступенчатый способ очистки с использованием силикагеля не является технологичным и будет затруднять выделение больших количеств усниновой кислоты.

В качестве прототипа выбран способ [Моисеева Е.Н. Биохимические свойства лишайников и их практическое значение. Изд. АН СССР, 1961, с.43-47.], которому присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения.

Задачей изобретения является создание технологичного способа получения усниновой кислоты из доступного сырья с высоким выходом.

Поставленная задача решается способом экстракции воздушно-сухого сырья доступными растворителями при кипячении с последующим выделением чистой усниновой кислоты в виде желтых кристаллов при выдерживании раствора после частичного удаления экстрагента либо при растворении сухого экстракта при нагревании в смеси хлороформ - этиловый спирт (1:10) с последующим охлаждением раствора, причем в качестве сырья - источников усниновой кислоты - используются смеси лишайников рода Usnea, которые до сих пор являются неиспользуемым отходом при лесозаготовках, а также лишайников рода Cladonia, входящиих в состав оленьего мха, широко распространенного в тундре и горном Алтае.

Лишайники рода Usnea являются источником для выделения (+)-усниновой кислоты, лишайники рода Cladonia - для выделения (-)-усниновой кислоты. А из смеси лишайников родов Usnea и Cladonia извлекается (±)-усниновая кислота.

В качестве растворителей для извлечения усниновой кислоты используются хлороформ, четыреххлористый углерод, бензол, ацетон, гексан, петролейный эфир, нефрас и смеси перечисленных растворителей в различных соотношениях. Такой подбор растворителей для экстракции и выделения основан на том, что усниновая кислота растворима в хлороформе и бензоле, в гексане, петролейном эфире и ацетоне - растворима при нагревании, трудно растворима - в этаноле. Именно поэтому усниновая кислота хорошо кристаллизуется из частично упаренного гексанового раствора или раствора в петролейном эфире и нефрасе при охлаждении; из сконцентрированного хлороформного экстракта - высаживается спиртом, или сухой экстракт при нагревании растворяется в подобранной системе хлороформ - этанол (1:10), из которой кристаллическая усниновая кислота выпадает при охлаждении.

Исходное сырье - сумма лишайников рода Usnea - заготавливалось на Алтае, собиралось на ветках пихты и ели, на участках леса, имеющих потенциальную ценность для лесозаготовок. Образцы лишайников рода Cladonia собраны на Семинском перевале (Алтай). Собранные на ветках пихты и ели лишайники рода Usnea имеют следующий состав: Usnea hirta Web., Usnea longissima Arh. (основные виды в смеси), в меньшем количестве Usnea subfloridana Stirt., Usnea glabrescens Hav. Ap.Lynge, Usnea wasmuthii Ras., Usnea glabrata (Arh.) Vain., Usnea scabrata NyL; собранные на Алтае лишайники рода Cladonia: основные виды - Cladonia uncialis (L.) Wigg., Cladonia rangiferina (L.) Web. ex Wigg., Cladonia stellaris (Opiz) Pouzard et Vezda, в меньшем количестве - Cladonia mitis (Sandst). Hustich, Cladonia pyxidata (L.) Hoffm., Cladonia crispata (Ach.) Flot, Cladonia cariosa (Ach.) Spreng.f.cariosa, Cladonia Squamosa (Scop.) Hoffm.ssp. squamosa, Cladonia gracilis (L.) Willd. Усниновая кислота может быть извлечена как из отдельных видов лишайников родов Usnea и Cladonia, так и из смесей видов и родов лишайников, перечисленных выше.

Таким образом, предлагаемый способ получения усниновой кислоты прост в технологическом исполнении и позволяет получить чистую усниновую кислоту с высоким выходом после однократного осаждения, без дополнительной очистки, он имеет ряд преимуществ по сравнению с известными способами:

Экстракция проводится из суммы лишайников, которые могут быть достаточно легко заготовлены в отличие от сбора индивидуальных видов;

Для извлечения усниновой кислоты используются различные растворители и смеси растворителей; отогнанный из экстракта растворитель не требует дополнительной очистки или регенерации для использования в повторных экстракциях, что весьма технологично. Растворители подобраны таким образом, что осаждаемая из растворов усниновая кислота не требует дополнительной очистки и выделяется с выходом большим, чем в способах-аналогах, указанных выше. Выход целевого продукта по предлагаемому способу составляет 0.99-2.44% против 0.66% по известному способу-прототипу.

Полученное вещество представляет собой усниновую кислоту без примесей, чистота которой доказана на основании данных спектров ЯМР 1 H и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Полученные кристаллы имеют т.пл. 198°С. Чистота по ВЭЖХ - 97-98%.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 200 г воздушно-сухой измельченной смеси лишайников рода Usnea экстрагируют последовательно два раза 1.5 л хлороформа при кипячении в течение 4 часов. Растворитель отгоняют, сухой остаток составляет 6.35 г. Экстракт растворяют при кипячении в 100 мл смеси хлороформ-этанол (1:10), после охлаждения раствора из него выпадают светло-желтые кристаллы (+)-усниновой кислоты, масса отфильтрованных высушенных кристаллов составляет 2.82 г (Выход - 1.41%). [α] D 25 +395° (с 1.5, CHCl 3) ЯМР 1 Н (CDCl 3 , δ, м.д.) 1.73 С 9b -СН 3 , 2.03 С 8 -СН 3 , 2.64 и 2.65 С 10 -СН 3 и С 11 -СН 3 , 5.93 Н 4 , 10.89 С 8 -ОН, 13.21 С 6 -ОН, 18.86 С 3 -ОН.

Пример 2. 250 г воздушно-сухой измельченной смеси лишайников рода Usnea в 2 л колбе кипятят с хлороформом дважды по 4 часа (по 1.7 л хлороформа). Растворитель удаляют до объема экстракта ˜30-50 мл, добавляют в колбу 80-100 мл этилового спирта, после чего выпадают кристаллы усниновой кислоты. Осадок отделяют на воронке Бюхнера, промывают на фильтре спиртом и сушат на воздухе. Выделяют 4.3 г (+)-усниновой кислоты. [α] D 25 +390° (с 1.4, CHCl 3). Выход целевого продукта 1.72%.

Пример 3. 292.60 г воздушно-сухого лишайника Cladonia stellaris измельчают и трехкратно экстрагируют петролейным эфиром (по 1.5 л, 3 раза по 4 часа). Полученный экстракт после удаления растворителя до 0.25 л оставляют на 4-6 часов. Выпавший осадок в виде светло-желтых игл представляет собой (-)-усниновую кислоту, массой 3.00 г (Выход - 1.03%). [α] D 25 -450° (с 1.5, CHCl 3).

Пример 4. 225 г смеси лишайников родов Cladonia и Usnea (соотношение ˜1:1) экстрагируют последовательно трижды нефрасом (по 1.5 л, по 4 часа), горячий экстракт сливают, растворитель удаляют до объема 0.2-0.3 л и оставляют стоять 4-6 часов. Выпавший осадок в виде желтых игл представляет собой рацемическую (±)-усниновую кислоту массой 2.81 г (Выход - 1.25%).

Пример 5. 81.80 г лишайника Usnea filependula экстрагируют гексаном (по 1.0 л, 3 раза по 4 часа). Полученный экстракт упаривают до объема 0.25 л. Масса (+)-усниновой кислоты, выпавшей из охлажденного экстракта, составила 2.00 г (Выход - 2.44%). [α] D 25 +441° (с 1.60, CHCl 3).

Пример 6. Смесь лишайников рода Usnea массой 210 г экстрагируют при кипячении смесью ацетона и петролейного эфира ˜1:1 (по 1.5 л, 2 раза по 4 часа). Полученный экстракт упаривают досуха, затем растворяют при нагревании в ˜80 мл смеси хлороформ - этанол (1:10). После охлаждения раствора выпадают желтые кристаллы массой 2.05 г (Выход - 0.98%), которые по спектру ЯМР 1 H представляют собой усниновую кислоту. [α] D 25 +416° (с 1.64, CHCl 3).

Пример 7. Смесь лишайников рода Usnea массой 190 г экстрагируют при кипячении смесью ацетона и хлороформа ˜1:1 (по 1.5 л, 2 раза по 4 часа). Полученный экстракт упаривают досуха, затем растворяют при нагревании в ˜80 мл смеси хлороформ - этанол (1:10). После охлаждения раствора выпадают желтые кристаллы массой 2.65 г (Выход - 1.39%), которые по спектру ЯМР 1 Н представляют собой усниновую кислоту. [α] 0 25 +414° (с 1.60, CHCl 3).

Способ получения усниновой кислоты из лишайников путем экстракции органическим растворителем с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве лишайников используют смесь лишайников родов Usnea и Cladonia, в качестве органических растворителей - хлороформ, четыреххлористый углерод, ацетон, гексан, петролейный эфир, нефрас и их смеси, а выделение проводят путем упаривания органического растворителя и осаждения из экстракта в системе хлороформ-спирт (1:10) или из гексана.

Похожие патенты:

Изобретение относится к лекарственным средствам и касается депигментирующей композиции для кожи, которая содержит адапален и по меньшей мере одно депигментирующее вещество, выбранное из производных фенола, таких как гидрохинон или 4-гидроксианизол в физиологически приемлемом носителе.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при определении целевой доставки в желудочно-кишечном тракте твердой лекарственной формы с защитным покрытием.

Cetraria islandica
Таксон: семейство Пармелиевые (Parmeliaceae )
Другие названия: исландский мох
English: Iceland moss

Ботаническое описание

Не один растительный индивидуум, а симбиоз двух организмов, из которых один принадлежит к царству грибов (преимущественно сумчатых), а другой - к зеленым или сине-зеленым водорослям. Оба эти организмы настолько тесно связаны друг с другом, что якобы принадлежат .
Цетрария исландская или является многолетним листовидным лишайником, кусты прямостоячие, реже распростертые стоят из почти компактных вертикальных лопастей. Лопасти неправильно-лентовидные, кожисто-хрящевые, узкие, плоские, высотой до 10 см и шириной 0,3-5,0 см, с короткими темными ресничками зеленовато-коричневые или с различными оттенками коричневого цвета, в зависимости от освещения, у основания с красноватыми пятнами, матовые или блестящие с нижней стороны, порой светлее или одинакового цвета с обеих сторон. Нижняя сторона обильно покрыта белыми пятнами (псевдоцифеламы) различной формы. Края лопастей несколько завернуты к верху. Реснички у основания большие (иногда они полностью отсутствуют), высыхая, приобретают темно-коричневый цвет.
В цетрарии иногда развиваются на концах сильно расширенных лопастей апотеции, или плодовые тела. Они тарелкообразные, коричневатые, почти одинакового цвета со слоевищем, с плоским или несколько выпуклым диском до 1,5 см с несколько зубчатым краем. В апотециях развиваются сумки, наполненные спорами, которые можно увидеть под микроскопом. Споры одноклеточные, бесцветные по 8 шт. в каждой сумке, эллиптической формы.
Цетрария исландская, как и большинство видов рода Cetraria , имеет чрезвычайно медленный рост по сравнению с другими представителями лишайников. Для развития данного вида нужны благоприятные условия с одной стороны, для гриба, с другой - для водоросли. Однако порой эти условия бывают неблагоприятными. Для большинства лишайников рода Цетрария характерен интеркалярний рост, т.е. любая часть лишайника может дать рост новым особям, который в условиях Арктики происходит грубо-механическим и вегетативным путем. С помощью ветра, оленей и человеческой деятельности кусочки исландского мха разносятся по тундре на большие площади, пока не прицепившись к субстрату, обломки мха не начнут отрастать в виде новых особей (Рассадин К. А., 1950).

Распространение цетрарии исландской

Космополитический элемент флоры земного шара. Данный мох широко распространен в Европе, Азии, Африке, Америке и Австралии. Это - типичный представитель сосновых боров, открытых бесплодных пространств. Цетрария распространена во всем северном полушарии до арктического пояса. Исландский мох растет в тундре, сухих сосновых борах северной части лесной зоны, во всех высоких горах (высокогорные мохово-лишайниковые тундры), поднимаясь до высоты 1500 м над уровнем моря и выше. Распространен исландский мох на каменистых и травянистых участках, на торфяниках, высокогорных полянах, в горных лесах, иногда - на коре старых пней. Встречается в Северной и Средней Европе, в тундре и лесной зоне Сибири, на Украине - в Карпатах. В Европе кроме Карпат растет в Альпах, Балканах и Пиринеях. Растет собственно на почве, реже - на прогнившей коре и на старых пнях. В северной части России цетрария шире распространена в европейской, чем в азиатской части. Растет также в горах Кавказа, Алтая, Саян и Дальнего Востока.
растет преимущественно на песчаных незатененной местах, подекулы образуя чистые заросли. Также часто встречается в сосновых борах и в зарослях вереска, где растет небольшими группами и одиночными экземплярами среди других лишайников, мхов и высших растений. Цетрария является типичным растением болот, лесотундры и тундры, где растет вместе с другими лишайниками.
Цетрария исландская является полиморфным видом, у которого в зависимости от освещения, увлажнения и других факторов меняется как окраска, так и размеры лопастей. Цетрария исландская развивается только в условиях частого воздуха в экологически чистых регионах. Благодаря указанному фактору цетрария является индикатором чистоты в промышленных индустриальных районах. Данный фактор может найти непосредственное практическое применение в наше время при решении глобальных экологических проблем.

Сбор и заготовка лекарственного сырья цетрарии

В медицине используют высушенное слоевище исландского мха (Lichen islandicus ), которое имеет слабый своеобразный запах и горько-слизистый вкус. Слоевище цетрарии заготавливают течение лета и сухой осени. При заготовке слоевище цетрарии отрывают от субстрата (грунта или коры деревьев), свежесобранное слоевище очищают от примесей, сушат на солнце или в тени, раскладывая тонким слоем (3-5 см) на бумаге или ткани.
Слоевище цетрарии можно заготавливать в течение всего периода вегетации, но преимущественно заготовку данного вида сырья проводят летом.
Хранят высушенное сырье в ящиках с бумажной прокладкой или в плотно закрытых банках в сухом прохладном помещении (сырье очень гигроскопично).
Намоченное в воде сухое слоевище цетрарии должно стать склизким, а отвар после охлаждения должен превратиться в студень.
Как указывают некоторые пособия по заготовке лекарственного сырья, природные ресурсы цетрарии в Украине, России и некоторых других странах, значительно превышают потребность в данном виде сырья.

Биологически активные вещества

Исследование химического состава цетрарии исландской началось несколько сотен лет назад, и на сегодняшний день она достаточно хорошо изучена.
В цетрарии исландской, как и в большинстве других лишайников, синтезируется значительное количество биологически активных веществ. Слоевище состоит преимущественно из углеводов, среди которых встречаются хитин, лихенин, изолихенин, сахароза, маннитол галактоманнан, умбилицин, гемицеллюлоза, эритрит и другие углеводы.
Слоевище цетрарии исландской может накапливать до 50-80% полисахаридов, которые растворяются при экстракции горячей водой, образуя густую массу. Лихенин - линейный полисахарид, при гидролизе даёт глюкозу, растворяется в горячей воде, от йода не синеет.
Изолихенин имеет схожую химическую структуру, растворяется в холодной воде, синеет от йода.
В цетрарии исландской и в других лишайниках содержатся различные по составу органические кислоты, которые назвали лишайниковыми. Именно кислоты придают лишайнику горький вкус и обусловливают его тонизирующее и антибиотическое свойства.
Кроме лишайниковых кислот, слоевище исландского мха содержит нафтохинон (юглон), пентациклический тритерпен фриделин, белки, витамины С и B12, жиры, воск, камедь, пигменты, минеральные вещества.
Интересен факт наличия противоцинготного витамина С, который содержится в Cetraria cucullata в легко усваиваемой состоянии. Такое открытие было сделано русским врачом Гранатиком, который работал на протяжении нескольких лет на севере Дальнего Востока. На основе экспериментов, проведенных на морских свинках, и наблюдений на больных цингой он установил, что витамин С сохраняется в неизменном количестве в высушенном сырье лишайника течение 3-х лет. Поскольку к Cetraria cucullata близки Cetraria nivalis и Cetraria islandica , то можно считать указанные виды потенциальным источником аскорбиновой кислоты (Рассадин К. А., 1950) .

Применение цетрарии в медицине

Первые сведения о применении цетрарии исландской качестве лекарственного сырья относятся к далекому прошлому. Первые указания об использовании лишайников в медицине были известны в Египте еще за 2000 г. до нашей эры.
Исландский мох еще со средневековья широко используется в народной медицине стран Северной Европы - Исландии, Норвегии, Швеции - как обволакивающее средство при , бронхитах. Средства цетрарии в виде настоев или отваров народы скандинавских стран применяли также как горечь для возбуждения аппетита. Ими лечили дизентерию, диспепсию, хронические и другие расстройства желудочно-кишечного тракта. Исландский мох был также известен как смягчающее, питательное и общеукрепляющее средство. Слоевище цетрарии также широко применяли при лечении туберкулеза легких, коклюша, бронхита, ларингита, бронхиальной астмы и других бронхолегочных заболеваний. Кроме того, препараты цетрарии употребляли при злокачественных опухолях, кровотечениях и как средство, способное снижать у женщин-нимфоманок чрезмерную половую возбудимость.
Как наружное средство цетрарию использовали в виде примочек из отвара при ранах, ожогах, язвах, инфицированных ранах, гидраденит, абсцессах, фурункулах, угрях, микробной экземе.

Первое письменное упоминание о применении исландского мха в качестве лекарственного сырья появилась в XVII в. Вторая половина XVIII и первая половина XIX в. были периодом наиболее широкого применения исландского мха как лечебного средства. Среди всех известных лишайников некоторые тогдашние авторы особенно высоко ценили цетрария исландскую. В частности, в 1809 г. Луйкен писал, что этот мох находится на первом месте среди самых лекарств. Указывая на возможности лечебного применения цетрарии, в том числе и при туберкулезе, Луйкен отмечал, что за антисептический эффект лекарства с цетрарией выделяются среди всех известных на то время лекарств. В XVIII и XIX вв. цетрария была хорошо известным традиционным средством при лечении туберкулеза легких, а ее слоевище входило в большинство тогдашних европейских фармакопей.

В конце XIX и начале XX в. в связи с интенсивным развитием научно-практической медицины врачи реже стали применять лекарственные средства с цетрарией, однако о целебных свойствах данного мха указывалось только в некоторых травниках.

В 1919 г. А. А. Еленкин и В. Е. Тищенко написали первую научную монографию «Исландский мох и другие полезные лишайники русской флоры». Книга была сдана в печать в издательство Петроградского отделения Российского пищевого научно-технического института. Однако данная книга в связи с ликвидацией указанного института не вышла в свет. В том же году В. Н. Любименко на основе вышеуказанного рукописи опубликовал статью «Исландский мох как пищевой средство», а позднее А. А. Еленкин в монографии «Лишайники как объект педагогики и научного исследования» коснулся проблем практического применения цетрарии исландской в пищевой промышленности. В период интервенции и гражданской войны в СССР в 20-х годах, которые обусловили голод в отдельных регионах страны, народы российского севера использовали слоевище исландского мха как дополнительный пищевой продукт. Удаляя с помощью соды или щелочи горькие вещества с цетрарии и высушивая очищенную слоевище, подмешивали ее в муки и выпекали хлеб. Среди многих северян цетрария времени была известна под названием хлебный мох.

Фармакологические свойства цетрарии

Впервые на антибактериальную активность экстрактов из различных лишайников обратили внимание Бердхольдер и Эванс с сотрудниками в 1944-1945 гг. Они испытали водные, водно-буферные, эфирные, спиртовые и хлороформные экстракты и суспензии почти 100 видов лишайников флоры США. Значительная их часть оказалась активной против Staphylococcus aureus и Bacillus subtillis . Против грамотрицательных бактерий большинство испытанных средств из лишайников показали отрицательный эффект. Исследователи сделали предположение, что антибиотическая активность лишайников обусловлено наличием в них лишайниковых кислот. Однако данный факт не был экспериментально подтвержден. В 1947 г. Штоль, Ренц и Нехватка исследовали антимикробную активность глюкозно-щелочных экстрактов - суспензий, полученных из 58 видов лишайников флоры Швейцарии, - и установили заметную активность против Staphylococcus aureus в 38 видов. В 1952 г. K. O. Vartia обнаружил антимикробную активность в 75 из 149 исследуемых видов лишайников флоры Финляндии.
Исследование антимикробного действия отдельных индивидуальных лишайниковых веществ начались в 1945 г., когда P. R. Burkholder et al. сообщили об активности усниновой кислоты против Staphylococcus aureus . В 1946 г. V. C. Barry установил, что рокцелова кислота, выделенная из Lecanora sordida , имеет незначительную активность к Mycobacterium Phlei и Mycobacterium tuberculosis bovis . Однако ее моноэфиры и моноамиды обладают способностью полностью задерживать рост туберкулезных бактерий в разведении 1:500 000.

В 1949 г. Штоль и соавторы сообщили об антибактериальной активности некоторых лишайниковых кислот. Следует отметить, что большинство исследователей-микробиологов обратили внимание только на отдельные выделенные в то время лишайниковые кислоты.
Позже было установлено, что отдельные лишайниковые кислоты проявляют выраженную противомикробную активность. Особенно ценна усниновая кислота , которая обладает сильной антибиотической активностью. Ее натриевая соль в разведении 1:2 000 000 подавляет рост микобактерий туберкулеза и других грамположительных микроорганизмов (стафилококков, стрептококков). По антибактериальной активности усниновая кислота примерно в 3 раза уступает стрептомицину. Установлено, что лишайниковые экстракты действуют преимущественно на грамположительные кислотостойкие бактерии. И только некоторые, в виде исключения, - на отдельные грамотрицательные виды. В частности, Vartia считает, что активность экстрактов из лишайников против грамотрицательных бактерий в некоторых случаях обусловлена продуктами разложения отдельных лишайниковых веществ. S. Shibata et al. указывают, что антибактериальное действие водных экстрактов лишайников отличается от аналогичного действия отдельных веществ. Поэтому, по их мнению, вполне возможно, что носителями антибактериальных свойств могут быть вещества, нерастворимые в воде.
В процессе изучения технологии лекарственных средств, которые изготавливаются из цетрарии, было установлено, что при изготовлении отвара в воду переходит только цетраровая кислота, а усниновая кислота - нет.

Усниновая кислота в небольших дозах обладает способностью убивать возбудителей туберкулеза и некоторые другие грамположительные бактерии.
Большое значение имеет и фумаро-протоцетрариева кислота, которую считают одним из наиболее активных противомикробных факторов цетрарии. Кроме вышеуказанного, немецкие ученые считают протоцетрариеву кислоту, выделенную из водной вытяжки цетрарии, сильным иммуномодулятором, способствующим активизации иммунной системы (Huovinen, 1989).
В свободном состоянии и в виде солей D-протолихестериновая кислота активна на Helicobacter pylori (в концентрации 16 - 64 мкг / мл). Очевидно, с этим эффектом хотя бы частично связана терапевтическая эффективность исландского мха при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Протолихестериновая кислота подавляет пролиферативный ответ лимфоцитов на стимуляцию митогенами, в связи с этим она может быть потенциальным средством для лечения аутоиммунных заболеваний.

Высокую антибактериальную и противогрибковую активность проявляют также нафтохиноны, содержащиеся в незначительном количестве в цетрарии исландской.
Слизи и кислоты, содержащиеся во мху, проявляют .

Пентациклический тритерпен фриделин и протолихестериновая кислота проявляют противовоспалительные свойства. Последняя является ингибитором 5-липоксигеназы арахидоновой кислоты (ED50 = = 8,4 мкг / мл), благодаря чему подавляет синтез лейкотриенов - важных медиаторов воспаления.

Клиническое применение

Первый фармацевтический препарат под названием Евозин на основе лишайниковых кислот создан в Германии в 50-х годах. Он имел выраженную противомикробную активность благодаря наличию в составе еверниевой и усниновой кислот. Указанный препарат применялся в клинических условиях для лечения и других болезней, обусловленных патогенными микроорганизмами.
Для лечения туберкулеза легких немецкими учеными был предложен препарат эозин-2, в состав которого помимо еверниевой и усниновой кислот входили такие лишайниковые кислоты, как атронариновая, физодовая, каператовая кислоты.
Смесь усниновой кислоты со стрептомицином применялась для лечения туберкулеза и кожных заболеваний.
В Японии получен антибиотический препарат из лишайников, применяемый при лечении актиномикоза.
Благодаря смягчающим и отхаркивающим свойствам, обусловленным значительным содержанием слизистых веществ в терапевтической практике исландский мох является хорошим лечебным средством при бронхитах с изнурительным кашлем, туберкулезе легких, бронхиальной астме.
В Финляндии запатентован способ получения средства от астмы, кашля и насморка на основе исландского мха с помощью экстрактов из травы тысячелистника, корня одуванчика, плодов можжевельника, корневищ лапчатки, травы хвоща полевого, травы мать-и-мачехи, листьев толокнянки и коры ивы.

В 1956 г. в СССР на основе усниновой кислоты получен препарат натрия уснинат , который в виде спиртовых и масляных растворов применяется как эффективное противомикробное средство при лечении нагноений ран, ожогов, трещин. Несмотря на положительное влияние усниновой кислоты на процесс заживления инфицированных ран, бактериальная флора на поверхности раны уменьшается и исчезает медленно, продолжает существовать до конца полной эпителизации. Препарат Бинан активный на разных штаммов золотистого стафилококка (титр от 1:45 до 1:35 000), гемолитического стафилококка (титр от 1:100 000 до 1:350 000). Препарат проявлял высокую бактериальную активность, устойчив при хранении, однако является достаточно токсичным. Рекомендовался только как наружное средство при лечении инфицированных ран, если поверхность раны очень велика. Данный способ был также эффективен при лечении острых воспалениях мягких тканей.

Натрия уснинат, растворенный в пихтовом бальзаме (Бальзам Бинан ), является прекрасным средством, может эффективно применяться в хирургической практике при трансплантации тканей. В частности, установлено, что указанная форма натрия уснината обладает способностью фиксировать и предотвращать инфекции свободным кожных трансплантатов, не влияя на его регенеративные свойства, также ликвидирует неприятный запах при нагноении раны и способствует быстрому заживлению значительных донорских участков при трансплантации кожи.

Бальзам Бинан предлагали применять при лечении эрозии шейки матки и указывали, что он обладает способностью стимулировать процесс эпителизации на шейке матки после диатермо-хирургического вмешательства. Клинические наблюдения при лечении трещин сосков рожениц свидетельствует о полном исчезновении гнойных маститов. Положительные результаты получены также в клинических исследованиях при использовании Бинана для профилактики различия хирургических швов. Бинан также рекомендовали для терапии эпидермофитии и других кожных заболеваний. Однако, несмотря на вышеуказанную эффективность, препарат Бинан так и не был введен в клиническую практику и не применяется в медицине.

Измельченное слоевище цетрарии в виде таблеток считается перспективным для местного применения при стоматитах. Аппликации таблеток изо мха осуществляли пациентам на 1-5-й дни после операции на носовой полости (у них вследствие дыхания только через рот возникали подсыхания и воспалительные процессы слизистой оболочки ротовой полости). При применении 10 таблеток в день (0,48 г в день) у пациентов уменьшались подсыхания слизистой, количество налета на ней, признаки воспаления слизистой полости рта, языка и лимфоузлов, болевые ощущения и охриплость голоса. Побочного действия при таком лечении не наблюдалось.

Отвар лишайника действует также как обволакивающее, успокаивающее и ранозаживляющее средство. Он проявляет выраженное лечебное действие при желудочно-кишечных заболеваниях, в том числе при , при поносах, расстройствах пищеварения. В ходе клинических исследований установлено, что у пациентов с язвенной болезнью желудка прием до пищи спиртового экстракта цетрарии устраняет болевые ощущения, связанные с приемом пищи. Очевидно, это связано с обволакивающим действием препарата. Перед приготовлением отвара слоевище вымачивают в холодной воде для удаления горечи, затем 2 чайные ложки измельченного слоевища заливают 2 стаканами холодной воды, доводят до кипения и кипятят 5 минут, процеживают и выпивают в течение дня.

Горечи, содержащиеся в отваре исландского мха, возбуждают аппетит, . Поэтому отвар цетрарии применяется как общеукрепляющее средство в период реабилитации после тяжелых заболеваний. Но широкого применения в гастроэнтерологии горечи исландского мха, в отличие от подобных соединений других растений, не нашел прежде всего в связи с проблемами сырьевой базы (медленный рост мха, его уничтожение, трудности выращивания).

Раньше очень распространенным было мнение, что отвар цетрарии является хорошим питательным средством, так как его углеводы (лихенан, изолихенан) легко усваиваются организмом. Однако в дальнейших исследованиях указанное свойство полисахаридов, выделенных из цетрарии, не подтвердилось. Поэтому использование цетрарии как ценного питательного продукта нецелесообразно, и в настоящее время нет перспектив по применению её в пищевой промышленности.

Лекарственные средства

Бронхикал плюс для детей . Сироп с исландским мохом, ромашкой и витамином С (Dr. Muller Pharma, Германия).
Сироп во флаконах по 100 мл.
5 мл (6,5 г) сиропа содержит жидкий экстракт цетрарии исландской (1:10) 0,390 г, жидкого экстракта цветков ромашки (1:10) 0,260 г, аскорбиновой кислоты 0,019 г.
Принимают по 1 столовой ложке 3 раза в день до еды при воспалении верхних дыхательных путей, сопровождающихся кашлем, при острых и хронических бронхитах, при и гриппе.
Bronchialtee 400 (TAD, Германия).
Чайный гранулят, 100 г которого содержит 5,4 г густых водных экстрактов (7,8:1) с 10 г плодов фенхеля, 5 г исландского мха, 10 г травы чабреца, 5 г алтея, 7 г листьев шалфея и 5 г цветков липы. Применяется при простудных заболеваниях, острых и хронических бронхитах. Принимают по 1 чашке чая 2-3 раза в день.
Isla-Mint Pastillen (Engelhard, Германия).
Пастилы, содержащие по 100 мг или 160мг водного экстракта (2-4:5) исландского мха.
Применяются при раздражающем кашле, хрипоте, сухости слизистых оболочек, катаре бронхов, для поддерживающей терапии бронхиальной астмы. Принимают по 1-2 пастилки несколько раз в день, медленно рассасывая.
Salus Bronchial-Tee № 8 (Salushaus, Германия).
Чай, 100 г которого содержит: плодов фенхеля - 15 г, мха исландского - 11 г, цветков коровяка - 4 г, цветков липы - 12 г, цветков первоцвета - 6 г, цветков глухой крапивы - 4 г, травы чабреца - 13 г, травы спорыша - 12 г, цветков ноготков - 4 г, листьев малины - 19 г.
Применяется для разжижения слизи и облегчения кашля при катарах и воспалениях органов дыхания. Принимают по 1 стакану горячего чая 4-5 раза в день.

Токсикология

Усниновая кислота, а также ее соли достаточно токсично влияют на организм животных. Для мышей весом 25 г подкожное введение 2,0 мг усниновой кислоты на кунжутном масле является смертельным. При снижении дозы до 1,5 г у указанных животных симптомов отравления не наблюдалось.
На человека ежедневное введение 0,1-1,0 уснината натрия вредного влияния не имело, однако при ежедневной дозе в 3 г возникала боль в области печени, которая прекращалось при уменьшении дозы.

Применение в хозяйстве

В прошлом слоевище с Cetraria islandica , а также другие лишайники при добавлении солей металлов использовались также как красящее сырье. Простое производство синтетических анилиновых красителей быстро вытеснило кустарное производство красителей из стелящихся лишайников.
В 1944 г. Перец Лано сообщил об изготовлении из стелящейся цетрарии высококачественное клеевое вещество, подобное желатину, которое могло бы в промышленной фармации заменить дорогостоящий гуммиарабик (Рассадин К. А., 1950).

По материалам работ Б. М. Зузук, Р. В. Куцик (Ивано-Франковский государственный медицинский Университет), М. Р. Штокало (ООО, г. Львов).

Фотографии и иллюстрации

Изобретение относится к области фармацевтики и касается ингибиторов репродукции вируса гриппа (штамм A/California/07/09 (H1N1)v) представляющих собой (R)-усниновую кислоту (1) и окисленное

производное (S)-усниновой кислоты (2):

Ингибиторы обладают высокой ингибирующей активностью. 4 пр., 1 табл.

Изобретение относится к медицине и фармацевтике, конкретно к биологически активным веществам, которые могут использоваться в качестве ингибиторов репродукции вируса гриппа.

Грипп представляет собой широко распространенную во всем мире респираторную инфекцию. Он вызывает ежегодные эпидемии, быстро распространяющиеся из страны в страну, вовлекая в тяжелых случаях (пандемии) значительную часть человеческой популяции земного шара. Он также является причиной 20000-40000 смертельных исходов в США в год . Несмотря на успехи, достигнутые в области химиотерапии, вакцинопрофилактики и иммунологии гриппа, он остается трудно контролируемой инфекцией вследствие высокой генетической изменчивости и различных долговременных осложнений после острой стадии, приводящих к "скрытой", или вторичной, смертности, вызванной не самим вирусом гриппа, но вирусиндуцированными вторичными процессами .

Вакцинация против гриппа является эффективным противоэпидемическим средством, однако вследствие постоянной смены антигенных свойств возбудителя требуется постоянный мониторинг и разработка новых вакцинных штаммов, соответствующих циркулирующим в человеческой популяции в каждый конкретный эпидемический сезон.

Химиопрофилактика и химиотерапия гриппа применяются наряду с вакцинацией для предотвращения и лечения заболевания. В настоящее время для этих целей доступен широкий спектр патогенетических, иммуномодулирующих, общеукрепляющих препаратов наряду со средствами специфической противогриппозной терапии. Последние препараты представлены химическими соединениями двух групп, отличающихся по механизму действия и мишеням в жизненном цикле вируса гриппа. Препараты первой группы - римантадин ( -метил-1-адамантилметиламина гидрохлорид) и амантадин (1-аминоадамантан) - блокируют белок М2 вируса гриппа, играющий роль ионного канала в вирусной мембране, препятствуя тем самым процессу расщепления гемагглютинина и слияния мембран вируса и лизосомальной вакуоли . Препараты второй группы направлены на ингибирование вирусной нейраминидазы - фермента, необходимого для нормального почкования вирусных частиц и проявления инфекционных свойств вируса гриппа. К этой группе соединений относятся занамивир (5-(ацетиламино)-4-[(аминоиминометил)-амино]-2,6-ангидро-3,4,5-тридезокси-D-глицеро-D-галактонон-2-еноновая кислота), озелтамивир ((3R,4R,5S)-этил-4-ацетамидо-5-амино-3-(пентан-3-илокси)циклогекс-1-енкарбоксилат) и перамивир ((1S,2S,3S,4R)-3-[(1S)-1-ацетамидо-2-этил-бутил]-4-(диаминометилиденамино)-2-гидрокси-циклопентан-1-карбоновая кислота) . Обе группы соединений имеют свои недостатки. В отношении группы производных адамантана можно отметить сравнительно высокую токсичность, узкий спектр действия (препараты активны против гриппа А, но не против гриппа В) и быстрое формирование устойчивости вируса к препаратам. Для ингибиторов нейраминидазы характерна несколько меньшая клиническая эффективность и высокая стоимость синтеза, что делает эти препараты менее доступными для широкого использования. Все вышесказанное свидетельствует о необходимости поиска и разработки эффективных и дешевых противогриппозных препаратов возможно более широкого спектра действия.

Еще одним препаратом, используемым иногда при терапии гриппа, является рибавирин. Являясь аналогом нуклеозидов, рибавирин эффективен в субтоксических концентрациях, и системное его применение вызывает побочные реакции, в частности, анемию и тератогенный эффект при употреблении во время беременности. Преимущественно рибавирин в комбинации с интерфероном применяется при лечении гепатита, однако эффект его показан при местном (ингаляционном) применении в случае РС-вирусной и ранних стадий гриппозной инфекции.

Тем не менее, при появлении случаев заболевания человека атипичной пневмонией (SARS), а позднее - гриппом птиц подтипа H5N1 рибавирин использовался внутривенно при терапии тяжелых случаев заболевания. После использования рибавирина были отмечены случаи облегчения болезни и полного выздоровления пациентов.

Рибавирин является препаратом комплексного механизма действия. Он влияет на репликацию вируса гриппа двумя путями - прямо, вмешиваясь в полимеразные процессы при транскрипции и репликации вирусного генома, и опосредованно - угнетая клеточный фермент инозинмонофосфатдегидрогеназу и истощая тем самым клеточный пул ГТФ, необходимого для построения вирусных РНК. Поскольку основная мишень препарата не вирусный, а клеточный фермент, то устойчивые к рибавирину штаммы вируса гриппа отмечаются крайне редко или не обнаруживаются вообще. В то же время существенные побочные эффекты и невысокая активность позволяют рекомендовать его только при тяжелых состояниях больных гриппом (De Clercq E. // Nat Rev Dmg Discov. 2006; 5:1015-25; Beigel J, Bray M. // Antiviral Research 2008; 78:91-102).

Задачей изобретения является расширение ассортимента ингибиторов репродукции вируса гриппа.

Задача решается применением (R)-усниновой кислоты формулы 1 и окисленного производного (S)-усниновой кислоты формулы 2:

в качестве ингибиторов репродукции вируса гриппа.

Усниновая кислота является уникальным и доступным отечественным растительным метаболитом. Из лишайников различных видов в достаточных количествах выделяется оптически активная усниновая кислота с противоположными по знаку углами вращения и высокой оптической чистотой. Оба энантиомера обладают целым спектром биоактивных свойств. Наиболее широко изучены антибактериальные, инсектицидные и фунгицидные свойства усниновой кислоты, но известны также данные о ее противовирусной активности. Так, коммерчески доступная (S)-усниновая кислота ингибирует цитопатический эффект вируса герпеса 1 типа . Комплексный препарат Zn-усниновая кислота тестировался против папилломавируса и проявил эффект предотвращения размножения вируса в период до 6 месяцев после терапии . (S)-Усниновая кислота в концентрациях 1.0 µg/ml проявила ингибирующий эффект в отношении репликации вируса Эпштейна-Барра, при этом (R)-усниновая кислота оказалась менее активной, ее эффективная концентрация составила 5.0 µg/ml . Биологическая активность усниновой кислоты и ее производных в отношении вируса гриппа не описана в литературе.

(R)-Усниновую кислоту 1 выделяли из лишайника Cladonia stellaris, (S)-усниновую кислоту 3 из смеси лишайников рода Usnea по методике [Н.Ф.Салахутдинов, М.П.Половинка, М.Ю.Панченко, Пат. РФ № 2317076 С1; Бюл. Изобр. 2008, № 5]. Соединения 2 и 4 могут быть получены окислением соответственно соединений 3 и 1 различными органическими надкислотами по ранее предложенной методике в соответствии со схемой:

Исследования биологической активности соединений 1 -4 , проведенные в отношении вируса гриппа, показали их высокую эффективность как ингибиторов репродукции этого вируса. В результате исследований выявлено, что соединения 1 и 2 более активно влияют на репродукцию вируса гриппа, что подтверждается приведенными ниже данными. Заметим, что при модификациях изомеров усниновой кислоты происходит обращение биологической активности. (R)-Усниновая кислота 1 проявляет большую противовирусную активность, чем ее (S)-энантиомер 3 , тогда как из пары энантиомерных производных 2 и 4 существенно большей активностью обладает (S)-энантиомер - соединение 2 .

Полученные количественные показатели ингибирования подтверждают высокую степень подавления репликации вируса гриппа в культуре клеток MDCK соединениями 1 и 2 , превышающую, например, тот же показатель у эталона сравнения - рибавирина в 2-3 раза.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Синтез (1аR,4аS,4bS,9аS)-1а,6-диацетил-4,4а,7-тригидрокси-3,4b-диметил-1аН-бензо[b]оксиренобензофуран-2,5(4аН,4bН)-диона 2

К раствору соединения 3 2 с выходом 41%.

(1аR,4аS,4bS,9аS)-1а,6-диацетил-4,4а,7-тригидрокси-3,4b-диметил-1аН-бензо[b]оксиренобензофуран-2,5(4аН,4bН)-дион 2. т.пл. 145°С (из СНСl 3). D +36,8° (с 0.199; СНСl 3). ЯМР 1 Н (СDСl 3 , м.д.): 1.47 (3Н, с, Н-13), 1.78 (3Н, с, Н-12), 2.40 (3Н, с, Н-11), 2.63 (3Н, с, Н-15), 3.51 (1Н, с, ОН-4а), 5.85 (1Н, с, Н-8), 11.28 (1Н, с, ОН-4), 18.81 (1Н, с, ОН-7). ЯМР 13 С (СDСl 3 , м.д.): 7.70 (С-12), 24.22 (С-13), 27.95 (С-15), 28.49 (C-11), 59.88 (C-4b), 65.67 (C-1a), 75.49 (C-4a), 95.26 (C-9a), 99.21 (C-8), 106.53 (C-6), 114.95 (C-3), 162.09 (C-4), 173.97 (C-8a), 185.81 (C-2), 191.53 (C-7), 194.46 (C-5), 198.00 (C-10), 202.15 (C-14). ИК-спектр (KBr, , см -1): 841, 1115, 1123, 1465, 1646, 1688, 1719, 2708, 3311. Масс-спектр, m/z (I отн, %): 376.1 (M + 36.27), 182.1 (43.78), 167.1 (100.00), 43.0 (48.46).

Синтез (1аS,4аR,4bR,9аR)-1а,6-диацетил-4,4а,7-тригидрокси-3,4b-диметил-1аН-бензо[b]оксиренобензофуран-2,5(4аН,4bН)-диона4.

К раствору соединения 1 (1 ммоль) в 5 мл прибавляют 3 мл раствора надуксусной кислоты (1 ммоль/мл) в хлороформе и оставляют при перемешивании и комнатной температуре на сутки. По истечении суток реакционную смесь промывают водой, сушат над MgSO 4 , удаляют растворитель и хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент - хлороформ. Выделяют соединение 4 с выходом 41%.

(1аS,4аR,4bR,9аR)-1а,6-диацетил-4,4а,7-тригидрокси-3,4b-диметил-1аН-бензо[b]оксиренобензофуран-2,5(4аН,4bН)-дион 4. Спектральные данные те же, что и для соединения 2, D -36,2° (с 0.199; СНСl 3).

Изучение токсичности препаратов

Токсичность продуктов была предварительно изучена в отношении клеток MDCK. Клетки MDCK сеяли в 96-луночные планшеты и культивировали при 37°С в среде MEM с добавлением 10% сыворотки крупного рогатого скота в атмосфере 5% СО 2 (в газопроточном инкубаторе Sanyo-175) до состояния монослоя. Из исследуемых препаратов готовили маточный раствор концентрации 10 мг/мл в диметилсульфоксиде, после чего готовили серию двукратных разведений препаратов в среде MEM от 1000 до 3,75 µg/ml. Растворенные препараты вносили в лунки планшетов и инкубировали 2 суток при 37°С. По истечении этого срока клетки промывали 2 раза по 5 минут фосфатно-солевым буфером, и количество живых клеток оценивали при помощи микротетразолиевого теста (МТТ). С этой целью в лунки планшетов добавляли по 100 мкл раствора (5 мг/мл) 3-(4,5-диметилтиазолил-2) 2,5-дифенилтетразолия бромида (ICN Biochemicals Inc., Aurora, Ohio) на физиологическом растворе. Клетки инкубировали при 37°С в атмосфере 5% СО 2 в течение 2 часов и промывали 5 минут фосфатно-солевым буфером. Осадок растворяли в 100 мкл на лунку ДМСО, после чего оптическую плотность в лунках планшетов измеряли на многофункциональном ридере Victor 1420 (Perkin Elmer, Finland) при длине волны 535 нм. По результатам теста для каждого продукта определяли 50% цитотоксическую дозу (CTD 50), т.е. концентрацию препарата, вызывающую гибель 50% клеток в культуре.

Противовирусная активность препаратов

Определение противовирусной активности препаратов проводили на клетках MDCK в 96-луночных планшетах для клеточных культур. Соединения растворяли в поддерживающей среде для клеток, вносили в лунки панелей с клеточным монослоем и инкубировали в течение 1 часа при 36°С в атмосфере 5% СO 2 .

Из вируссодержащей жидкости (штамм A/California/07/09 (H1N1)v) готовили серию десятикратных разведений от 10 -1 до 10 -7 , добавляли в лунки с препаратами и инкубировали при 36°С в течение 48 часов в атмосфере 5% СО 2 . По окончании срока инкубации аликвоту культуральной жидкости смешивали с равным объемом 1% куриных эритроцитов в отдельных планшетах с круглым дном. Учет результатов проводили через 60 минут инкубации при 20°С. За титр вируса в контроле и опыте принимали величину, обратную десятичному логарифму наибольшего разведения исходного вируса, способного вызвать положительную реакцию гемагглютинации в лунке и выражали в количестве 50% инфекционных доз (ID 50). Вирусингибирующее действие исследуемых соединений оценивали по снижению титра вируса в опыте по сравнению с контролем. На основании полученных данных рассчитывали 50% ингибирующую дозу ED 50 , т.е. концентрацию препарата, снижающую уровень вирусной репликации вдвое (на 0,3 lg ID 50), и индекс селективности, или химиотерапевтический индекс (SI), представляющий собой отношение CTD 50 к ED 50 .

Таким образом, соединения 1 и 2 имеют высокую биологическую активность, которая проявляется в том, что они эффективно ингибируют репликацию вируса гриппа в клетках, и могут использоваться в чистом виде или в качестве основы для новых высокоэффективных лекарственных форм для лечения гриппа.