Сердечные гликозиды

Сердечные гликозиды представляют собой класс природных соединений, обладающих выраженной кардиотонической активностью. Основной структурной особенностью этих веществ является сочетание двух фрагментов: агликоновой части (сердечного спирта, стероидной структуры) и углеводного компонента (гликозида).

Агликон сердечного гликозида состоит из стероидного ядра с 17 атомами углерода, включающего характерное циклогексано-гептановое соединение (A–B–C–D кольца). Важнейшими химическими признаками агликонов являются:

  • наличие α,β-ненасыщенной γ-лактоновой группы в положении C17;
  • наличие гидроксильных групп в положении C3 или C14, способствующих образованию водородных связей;
  • наличие карбонильных и метильных заместителей, определяющих растворимость и биологическую активность.

Углеводный компонент представлен моно-, ди- или трисахаридами, связанными с агликоном через β-гликозидную связь в положении C3. Тип сахара (глюкоза, лактоза, рутиноза, дигидроксиловые сахара) существенно влияет на биодоступность, растворимость и фармакокинетику гликозида.

Классификация

Сердечные гликозиды делят на две основные группы:

  1. Кардиидовые гликозиды (классические)

    • Примеры: дигиталисовые гликозиды (дигиталин, дигитоксин).
    • Характеризуются липофильным агликоном и высокой кардиотонической активностью.

  2. Буфаденовые гликозиды

    • Основные представители: буфотенин, бретилид.
    • Отличаются меньшей растворимостью, преимущественно токсическим действием на сердце, используются реже в клинической практике.

Биосинтез

Биосинтез сердечных гликозидов в растениях протекает через метаболизм терпеновых и стероидных предшественников:

  1. Синтез стероида начинается из ацетата через мевалонатный путь, формируя циклопентанпергидрофенантреновый скелет.
  2. Формирование агликона включает окисление, гидроксилирование и введение α,β-ненасыщенной γ-лактоновой группы.
  3. Гликозилирование происходит посредством ферментов гликозилтрансфераз, присоединяющих специфические сахара к положению C3 агликона.

Химические свойства

  • Растворимость: водорастворимость ограничена агликоном, повышается при наличии сахара.
  • Стабильность: чувствительны к сильным кислотам и щелочам, гидролизуется до агликона и сахара.
  • Реакционная способность: агликоны способны к реакциям восстановления, окисления и конъюгации с белками.

Ключевой механизм действия сердечных гликозидов связан с ингибицией Na⁺/K⁺-АТФазы мембран клеток миокарда, что приводит к:

  • увеличению внутриклеточного кальция;
  • усилению силы сердечных сокращений;
  • замедлению проводимости по атриовентрикулярному узлу;
  • положительному инотропному и отрицательному хронотропному эффекту.

Природные источники

Основные растения, содержащие сердечные гликозиды:

  • Digitalis purpurea, Digitalis lanata – дигиталисовые гликозиды;
  • Convallaria majalis – конваллятоксин;
  • Strophanthus kombe – строфантин;
  • Adonis vernalis – адонизид;
  • Nerium oleander – олеандрин.

Концентрация активных веществ варьирует в зависимости от вида, части растения и стадии развития. Наибольшее количество гликозидов обнаруживается в листьях и семенах.

Аналитические методы

  • Хроматография (ТВХ, ВЭЖХ) – идентификация и количественный анализ отдельных гликозидов.
  • Спектроскопия (УФ, ИК, ЯМР) – определение структуры агликона и сахара.
  • Мас-спектрометрия – подтверждение молекулярной массы и состава.
  • Биологические методы – определение кардиотонической активности на изолированных миокардах животных.

Медицинское применение

Сердечные гликозиды используются для терапии сердечной недостаточности, мерцательной аритмии, тахикардии. Применяются в форме:

  • таблеток и капсул (дигитоксин, дигоксин);
  • настоек и экстрактов (листья дигиталиса);
  • парентеральных форм для быстрого действия в острой ситуации.

Побочные эффекты включают аритмии, тошноту, головокружение, что требует строгого контроля дозировки.

Токсикология

Сердечные гликозиды обладают узким терапевтическим индексом, превышение дозы вызывает:

  • угнетение AV-проведения;
  • желудочковые аритмии;
  • нарушение электролитного баланса.

Отравление лечится введением антидотов (например, антидигоксиновый иммунный глобулин) и симптоматической терапией.

Химическая модификация

Синтетические и полусинтетические аналоги разрабатываются для:

  • увеличения биодоступности;
  • снижения токсичности;
  • изменения фармакокинетики.

Примеры включают метиловые и ацетильные производные дигоксина, модифицированные сахара для улучшения растворимости и стабильности.

Оглавление