Вода - в тканях растущих вегетативных органов растений содержание воды колеблется от 70 до 95%, а в запасающих тканях семян и в клетках механических тканей — от 5 до 15%. По мере старения растений общий запас и относительное содержание воды в тканях, особенно репродуктивных органов, снижается. Вода защищает растение от перегрева благодаря способности испарения при любой температуре, является универсальным растворителем, в воде происходит электролиз (электролитическая диссоциация минералов, необходимая для усвоения клетками растения химических элементов), необходима для процесса фотосинтеза.
Сухое вещество - сухое вещество растений на 90-95% представлено органическими соединениями — белками и другими азотистыми веществами, углеводами (сахарами, крахмалом, клетчаткой, пектиновыми веществами), жирами.
Белки и аминокислоты - участвуют во всех процессах обмена веществ, выполняют структурную, энергетическую и каталитическую функции. Растительные белки построены из 20 аминокислот и двух амидов. Особое значение имеет содержание в белках растений незаменимых аминокислот (валина, лейцина и изолейцина, треонина, метионина, гистидина, лизина, триптофана и фенилаланина), которые не могут синтезироваться в организме человека и животных.
Валин - входит в состав практически всех известных белков. Названо в честь растения валерианы. Валин необходим для: восстановления поврежденных тканей , увеличивает выносливость мышц при тяжелых нагрузках, вместе с лейцином и изолейцином служит источником энергии при метаболизме в мышечных клетках, является одним из главных компонентов в росте и синтезе тканей тела, оказывает общее улучшение состояния организма при бессоннице и нервозности, препятствует снижению уровня серотонина (гормона, который воздействует на восприимчивость к стрессам и эмоциональную устойчивость, регулирует гормональную функцию гипофиза и сосудистый тонус, улучшает двигательную функцию), подавляет аппетит, служит одним из исходных веществ при биосинтезе пантотеновой кислоты - Витамина B5 (пантотеновая кислота в русскоязычной литературе иногда неверно называется витамином B3), повышает мышечную координацию и понижает чувствительность организма к боли, холоду и жаре. Валин используется для лечения болезненных пристрастий и вызванной ими аминокислотной недостаточности, наркоманий, депрессий (несильное стимулирующее соединение); множественного склероза, так как защищает миелиновую оболочку, окружающую нервные волокна в головном и спинном мозге. Валин необходим для поддержания нормального обмена азота в организме.
Чрезмерно высокий уровень валина может привести к таким симптомам, как парестезии (ощущение мурашек на коже), вплоть до галлюцинаций. В результате мутации ДНК может произойти замещение валина глутаминовой кислотой, что вызывает серповидноклеточную анемию, т.е. невозможность гемоглобином эффективно переносить кислород из легких к тканям.
Лейцин - незаменимая аминокислота, относящаяся к трем разветвленным аминокислотам ( лейцин, изолейцин, валин ). Действуя вместе, они защищают мышечные ткани и являются источниками энергии, а также способствуют восстановлению костей, кожи, мышц, поэтому их прием часто рекомендуют в восстановительный период после травм и операций.
Лейцин также несколько понижает уровень сахара в крови и стимулирует выделение гормона роста.
Изолейцин - незаменимая разветвленная аминокислота. Это отличная катаболическая добавка для защиты мышц в период интенсивных тренировок или во время диеты. Изолейцин – незаменимая аминокислота, которая определяет физическую и психическую выносливость, т.к. регулирует процессы энергообеспечения организма. Является необходимой для синтеза гемоглобина, регулирует уровень сахара в крови. В силу вышеупомянутых свойств очень важна при физических нагрузках, а также при проблемах с психикой, в т.ч. при психических заболеваниях. Недостаток изолейцина вызывает возбуждение, беспокойство, тревогу, страх, утомление, головокружение, обморочные состояния, учащенное сердцебиение, потливость.
Треонин - это незаменимая аминокислота, способствующая поддержанию нормального белкового обмена в организме. Она важна для синтеза коллагена и эластина, помогает работе печени и участвует в обмене жиров в комбинации с аспартовой кислотой и метионином. Треонин находится в сердце, центральной нервной системе, скелетной мускулатуре и препятствует отложению жиров в печени. Эта аминокислота стимулирует иммунитет, так как способствует продукции антител.
Треонин в незначительных количествах содержится в зернах, поэтому у вегетарианцев чаще возникает дефицит этой аминокислоты.
Метионин - незаменимая аминокислота, которая защищает суставы и обеспечивает детоксикацию организма. Метионин в организме переходит в цистеин, который является предшественником гпютатиона. Это очень важно при отравлениях, когда требуется большое количество гпютатиона для обезвреживания токсинов и защиты печени. Препятствует отложению жиров. От количества метионина в организме зависит синтез таурина, который, в свою очередь, снижает реакции гнева и раздражительности, снижает гиперактивность у детей. Метионин применяют в комплексной терапии ревматоидного артрита и токсикоза беременности. Метионин оказывает выраженное антиоксидантное действие (связывает свободные радикалы). Он также необходим для синтеза нуклеиновых кислот, коллагена и многих других белков.
Гистидин - незаменимая аминокислота, способствующая росту и восстановлению тканей. Главным образом необходим в период роста (от рождения до 20 лет) либо после травм (восстановление тканей). Играет важную роль в метаболизме белков, в синтезе гемоглобина, красных и белых кровяных телец, является одним из важнейших регуляторов свертывания крови.
Используется дополнительно при лечении аллергии, анемии, артрита, повышенной кислотности, язвенной болезни и сердечно-сосудистых болезней. Является антиоксидантом и противовоспалительным веществом одновременно. Гистидин входит в состав миелиновых оболочек, защищающих нервные клетки. Гистамин, очень важный компонент многих иммунологических реакций, синтезируется из гистидина. Гистамин также способствует возникновению полового возбуждения.
Лизин - незаменимая аминокислота, которая участвует в синтезе, формировании коллагена и восстановлении тканей. Недостаток лизина может приводить к раздражительности, усталости и слабости, плохому аппетиту, замедлению роста и снижению массы тела. Лизин участвует в синтезе антител, гормонов, ферментов и таким образом способствует противовирусной защите организма. Он необходим для нормального формирования костей и роста детей, способствует усвоению кальция и поддержанию нормального обмена азота у взрослых.
Триптофан - b-(b-индолил)-a-аминопропионовая кислота, одна из важнейших природных аминокислот. В небольших количествах содержится во многих природных белках. Участвует в образовании никотиновой кислоты и серотонина (у млекопитающих, в том числе человека), пигментов глаз оммахромов (у насекомых), гетероауксинов, индиго, ряда алкалоидов (у растений). Нарушения обмена триптофана приводят к слабоумию, а также могут служить показателями таких заболеваний, как туберкулёз, рак, диабет. Недостаток триптофана в кормах и пище может быть причиной функциональных и органических расстройств у животных и человека. Пищевая ценность многих белков можно повысить добавками синтетического триптофана.
Фенилаланин - это незаменимая аминокислота. В организме она может превращаться в другую аминокислоту — тирозин, которая, в свою очередь, используется в синтезе двух основных нейромедиаторов: допамина и норадреналина. Поэтому эта аминокислота влияет на настроение, уменьшает боль, улучшает память и способность к обучению, подавляет аппетит. Фенилаланин используют в лечении артрита, депрессии, болей при менструации, мигрени, ожирения, болезни Паркинсона. Фенилаланин выполняет функцию строительного блока белков, играет значительную роль в синтезе таких белков, как инсулин, папаин и меланин, а также способствует выведению почками и печенью продуктов метаболизма. Он способствует улучшению секреторной функции поджелудочной железы и печени.
Эта аминокислота помогает головному мозгу вырабатывать активные химические вещества, улучшающие настроение (к примеру, эпинефрин). Существует мнение, что фенилаланин увеличивает количество эндорфинов в мозге.
Прием фенилаланиновых добавок и потребление большого количества продуктов, богатых фенилаланином, например мяса и молочных продуктов, противопоказаны при туберкулезе кожи. Для того чтобы усвоить фенилаланин, организму требуются витамины В3, В6, и С, а также медь и железо. Принимая добавки содержащие фенилаланин, обязательно дополните прием этими веществами.
В составе белков находится подавляющая доля азота. В тоже время в клубнях картофеля, корнеплодах и листовых овощах до половины общего количества азота приходится на долю азотистых небелковых соединений. Они представлены в растениях минеральными соединениями (нитраты, аммоний) и органическими (среди которых преобладают свободные аминокислоты и амиды, хорошо усваиваемые в организмах животных и человека). Небольшая часть небелковых органических соединений в растениях представлена пептидами (построенными из ограниченного количества остатков аминокислот и поэтому в отличие от белков имеющими низкую молекулярную массу), а также пуриновыми и пиримидиновыми основаниями (входящими в состав нуклеиновых кислот).
К макроэлементам относятся металлы — калий (К), кальций (Са), маг¬ний (Мg), натрий (Nа), и неметаллы — кремний (Si), сера (S), фосфор (Р), хлор (Сl). Содержание их не менее 0,01%.
Некоторые из макроэлементов участвуют в фармакологическом эффекте лекарственного растительного сырья. Например, кремнеорганические соединения хвоща полевого и горца птичьего в почках и мочевыводящих путях больного образуют защитные коллоиды, которые препятствуют кристаллизации некоторых минеральных компонентов, затрудняют образование мочевых камней.
К микроэлементам относятся железо (Fе), медь (Сu), марганец (Мn), кобальт(Со), цинк (Zn), алюминий (Аl), молибден (Мо), хром (Сг), золото (Аu), ртуть (Нg), свинец (РЬ), серебро (Аg), йод (J), бор (В) и др. Содержание их незначительное и обычно не превышает 0,001%.
Отдельные микроэлементы также определяют фармакологическую активность лекарственного растительного сырья.
Например:
- слоевища ламинарии (бурые водоросли накапливают йод) используют при лечении больных с заболеваниями щитовидной железы;
- сфагнум (он концентрирует Аg) применяют для лечения ран;
- сырье крапивы, тысячелистника, зайцегуба опьяняющего, богатое Са и Mg используют при лечении больных с внутренними кровотечениями;
— побеги черники, богатые Мn и Аl, применяют при лечении больных сахарным диабетом.
Сумма неорганических веществ растений как лекарственное средство в научной медицине не используется, но применяется в народной медицине.
Например, в народной медицине Бурятии для лечения ран, ожогов, трофических язв применяют золу сушеницы топяной.
Основную массу сухого остатка растений составляют органические вещества. Среди них различают вещества первичного синтеза и вещества вторичного синтеза.
При применении растений в качестве лекарственных средств на организм человека действует сложный комплекс минеральных веществ и органических соединений первичного и вторичного синтеза.
В этом комплексе различают биологически активные вещества и вещества, кажущиеся неактивными.
Углеводы - в растениях представлены сахарами (моносахарами и олигосахаридами, содержащими 2-3 остатка моносахаров) и полисахаридами (крахмалом, клетчаткой, пектиновыми веществами).
Сахара содержатся в небольших количествах во всех сельскохозяйственных растениях, а в корнеплодах и отдельных органах овощных культур, плодах винограда, ягодах и фруктах могут накапливаться в качестве запасных веществ. Преобладающими моносахаридами в большинстве растений являются глюкоза и фруктоза, а олигосахаридами — дисахарид сахароза.
Сладкий вкус многих плодов и ягод связан с содержанием в них глюкозы и фруктозы. Глюкоза в значительных количествах (8-15%) содержится в ягодах винограда, откуда и получила название «виноградный сахар», и составляет до половины общего количества сахаров в плодах и ягодах. Фруктоза, или «плодовый сахар», накапливается в больших количествах в косточковых плодах (6-10%) и содержится в меде. Она слаще глюкозы и сахарозы. В корнеплодах доля моносахаридов среди Сахаров невелика (до 1% общего их содержания).
Сахароза — дисахарид, построенный из глюкозы и фруктозы. Сахароза является основным запасным углеводом в корнях сахарной свеклы (14-22%) и в соке стеблей сахарного тростника (11-25%). Целью выращивания этих растений и является получение сырья для производства сахара, используемого в питании людей. В небольших количествах находится во всех растениях, более высоким ее содержанием (4-8%) отличаются плоды и ягоды, а также морковь, столовая свекла и лук.
Полисахариды. Гомо- и гетерогликозиды (полисахариды) — высокомолекулярные продукты поликонденсации моносахаридов, связанных между собой гликозиднойсвязью. Полисахариды могут состоять из одного или нескольких типов моносахаридов, и в зависимости от этого различают гомо- и гетерополисахариды (гомо- и гетеро-гликозиды). К гомогликозидам относятся целлюлоза, крахмал, инулин; к гетерогликозидам — камеди, слизи, пектиновые вещества, полисахариды водорослей и др.
Сложность строения полисахаридов и их многообразие затрудняют создание систематической химической номенклатуры или химической классификации. Чаще всего полисахариды разделяют в зависимости от источника их выделения: фитополисахариды, полисахариды микроорганизмов и зоополисахариды. В каждой из этих групп выделяют скелетные и резервные полисахариды.
Скелетные полисахариды являются основным структурным материалом растительных и животных клеток. К ним относят целлюлозу, пектиновые вещества высших растений, хитин животных.
Резервные полисахариды используются живыми клетками в качестве энергетических ресурсов, при необходимости легко превращаются в моносахариды — непосредственные источники энергии. К ним относят: крахмал, инулин, ламинарии, слизь, они являются запасными питательными веществами для растений и водорослей; в организме животных таким соединением является гликоген.
Крахмал — легкоусвояемый организмом людей и животных углевод. При ферментативном (под действием ферментов амилаз) и кислотном гидролизе распадается до глюкозы. Крахмал в небольших количествах содержится во всех зеленых органах растений, но в качестве основного запасного углевода накапливается в клубнях, луковицах и семенах. В клубнях картофеля ранних сортов содержание крахмала 10-14%, средне- и позднеспелых — 16-22%. В расчете на сухую массу клубней это составляет 70-80%. Примерно такое же относительное содержание крахмала в семенах риса и пивоваренного ячменя. В зерне других хлебных злаков крахмала обычно 55-70%. Между содержанием белка и крахмала в растениях существует обратная зависимость. В богатых белками семенах зернобобовых культур крахмала меньше, чем в семенах злаков; еще меньше крахмала в семенах масличных культур.
Крахмал широко используют в медицине в виде присыпок и мазей в детской практике и при заболеваниях кожи. Внутрь и в клизмах применяют отвар крахмала в качестве обволакивающего средства при заболеваниях желудка и кишок. Установлено, что крахмал и декстрины картофеля, пшеницы, кукурузы и риса при длительном их введении крысам снижают общее содержанке холестерина в печени и сыворотке крови вследствие более быстрого превращения холестерина в желчные кислоты и выведения их из организма. Крахмал способствует более интенсивному обмену желчных кислот.
