Механизмы действия и биотрансформация
Всасываясь из кишечника, рибофлавин при участии АТФ фосфорилируется и превращается в коферментные формы: флавинмононуклеотид (ФМН) и флавинадениннуклеотид (ФАД).
Оба кофермента принимают участие в окислительновосстановительных процессах с присоединением двух атомов водорода и образованием восстановленной формы ФАД2:
При недостатке рибофлавина развивается ангулярный стоматит (нейлоз): трещины в углах рта и на губах. Наблюдается гноссит (сосочки языка сглажены, цвет языка пурпурный с синеватым оттенком), поражение кожи у носа, ушных раковин. Обнаруживается васкулярный кератит: расширение сосудов конъюнктивы вокруг роговицы. Возникают светобоязнь, слезотечение. Иногда происходит нарушение зрения в темноте - гемералопия. Нередко возникает анемия.
Контроль качества
В молекуле рибофлавина атом азота в положении N10 проявляют основные свойства; основность атомов азота N1, N5 ослаблена из-за участия в сопряжении π-связей азодиеновой группы и свободных электронов атомов азота. Основными свойствами обусловлены аналитические эффекты при взаимодействии рибофлавина с общеалкалоидными осадительными реактивами (раствор йода
в йодиде калия K[I3], реактив Драгендорфа K[BiI4] (см. приложе ние 5), фосфорно-молибденовая кислота H3PO4 • 12MoO3 • 2H2O кремнефольфрамовая кислота SiO2 • 12WO3 • 2H2O, пикриновая кис лота - 2,4,6-тринитрофенол, раствор танина).
Рибофлавин растворим в уксусной кислоте и сильных мине ральных кислотах. При растворении в кислотах образуется таута мерная (аллоксазиновая) форма рибофлавина:
В 0,1 моль/л растворе NaOH происходят разрыв пиримидинового кольца рибофлавина и окисление по положению С2 пиразинового цикла:
В положении N3 находится -NH-центр кислотности, обусловленный электроноакцепторным влиянием карбонильного атома кислорода в положениях С2 и С4. Это свойство лежит в основе реакций образования комплексов рибофлавина с ионами металлов Cu2+, Co2+, Ag+:
Для молекулы рибофлавина характерна пространственная изомерия, связанная с присутствием хиральных центров - асимметрических атомов углерода в положениях С2, С3, С4 рибитильной цепи. Это свойство рибофлавина можно использовать при его идентификации или определении содержания действующего вещества методом поляриметрии.
Определение подлинности.Способность водного раствора рибофлавина (1:100 000) желто-зеленого цвета флуоресцировать и менять интенсивность флуоресценции используют при его идентификации. При добавлении 0,02 г натрия водородсульфита (гидросульфита) к 5 мл раствора рибофлавина окраска исчезает и появляется вновь при встряхивании смеси на воздухе. Флуоресценция исчезает также при добавлении раствора HCl разведенной или раствора щелочи.
Раствор рибофлавина в фосфатном буфере (1:100 000), рН 7,0, поглощает в ближней, дальней УФ- и видимой областях с максимумами при 223, 268, 373 и 445 нм (рис. 10.9).
Для поляриметрического определения подлинности навеску высушенного рибофлавина (0,1 г) растворяют в 4 мл 0,4 моль/л раствора NaOH, добавляют 10 мл свежепрокипяченой и охлажденной воды, 4 мл спирта и доводят объем до 20 мл. Определяют угол вращения в 100 мм кювете через 30 мин после приготовления испытуемого раствора. Удельное оптическое вращение раствора рибофлавина 
от -128 до -142.
Испытания на чистоту.В субстанции рибофлавина нормируют содержание люмифлавина колориметрическим способом, используя свойство люмифлавина растворяться в хлороформе. Для этого 0,025 г рибофлавина встряхивают с 10 мл хлороформа, не содержащего спирт, и фильтруют. Фильтрат не должен иметь более интенсивную окраску, чем раствор сравнения (2 мл 0,016 моль/л K2Cr2O7 разводят водой до 100 мл).
Рис. 10.9. Электронный спектр раствора рибофлавина (фосфатный буфер) в УФ- и видимой области спектра
Потеря в массе при высушивании не должна превышать 1,5%. Остаток после сжигания не должен превышать 0,20%.
Количественное определение.Количественное определение рибофлавина проводят методами:
- спектрофотометрии;
- поляриметрии:
- титриметрии.
Методика количественного определения рибофлавина основана на снятии электронного спектра поглощения его раствора в видимой области: в колбе из темного стекла на 500 мл суспендируют 65 мг рибофлавина в 5 мл воды и разводят 5 мл раствора натрия гидроксида. После полного растворения добавляют 100 мл воды и 2,5 мл ледяной уксусной кислоты, разводят до 500 мл водой. 20 мл полученного раствора переносят в колбу из темного стекла на 200 мл, добавляют 3,5 мл 14 г/л раствора натрия ацетата и разводят 200 мл водой. Измеряют абсорбцию полученного раствора при длине волны 445 нм. Рассчитывают содержание действующего вещества, используя значение коэффициента удельного погашения
Перйодатное окисление (реакция Малапрада) основано на окислении D-рибитила в положении N10 рибофлавина 0,02 моль/л раствором перйодата натрия (калия) в нейтральной среде при комнатной температуре с образованием муравьиной кислоты. Количество выделяющейся муравьиной кислоты эквивалентно исходному количеству рибофлавина:
В результате реакции происходит восстановление йода(VII) до йода(V).
Затем для завершения количественного определения проводят: - нейтрализацию муравьиной кислоты щелочью:
Контрольные вопросы и задания
• Напишите структурную формулу рибофлавина. Охарактеризуйте физические и физико-химические свойства (внешний вид, растворимость, оптическая активность, поглощение в УФ- и видимой областях спектра). Укажите значение этих свойств при оценке качества ЛВ.
• Обоснуйте способность рибофлавина участвовать в окислительно-восстановительных процессах. Укажите возможности использования окислительно-восстановительных реакций для определения подлинности препаратов.
• Охарактеризуйте кислотно-основные свойства рибофлавина. Опишите испытания, характеризующие эти свойства.
• Объясните неустойчивость рибофлавина к действию кислот и щелочей. Напишите реакции гидролитического разложения препарата.
• Охарактеризуйте светочувствительность рибофлавина. Напишите продукты его превращения под действием света.
Укажите значение этого свойства для выбора условий хранения рибофлавина.
■ Выделите в рибофлавине асимметрические атомы углерода.
■ Какими особенностями химической структуры искомого ЛВ объясняются его окраска и флуоресценция?
■ Что происходит с ЛВ при действии химических веществ с восстановительными свойствами?
ПОНЯТИЕ ОБ АНТИБИОТИКАХ
Антибиотики- синтезируемые микроорганизмами вещества, а также продукты их химической модификации (полусинтетические антибиотики), которые способны подавлять рост микроорганизмов, а также вирусов и клеток (проявлять цитостатическое или цитоцидное действие). Некоторые антибиотики получают из неприродных полупродуктов. Это синтетические антибиотики, например хлорамфеникол.
Иногда к антибиотикам относят антибактериальные вещества, выделенные из растительных и животных тканей.
Большинство антибиотиков получают в промышленности микробиологическим синтезом.
Антибиотики обладают высокой биологической активностью. Например, бензилпенициллин в концентрации 1 мкг/мл оказывает выраженное бактерицидное действие по отношению к чувствительным к нему бактериям.
По мере использования антибиотиков в качестве ЛС относительно быстро появляются резистентные штаммы микроорганизмов, устойчивые к их действию. Появление устойчивости связано с выработкой микроорганизмами специфических ферментов, которые разрушают молекулы антибиотиков. Это приводит к потере их активности. По этой причине применяют комбинации нескольких антибиотиков, обладающих различными механизмами действия. В некоторых случаях одновременно применяют антибиотик и сульфаниламидные ЛС.
В настоящее время известно более 10 тыс. природных и синтетических антибиотиков. Более 100 из них применяют в медицине и ветеринарии. Мировое производство антибиотиков составляет около 50 тыс. тонн в год.
История применения антибиотиков начинается с 1929 г., когда впервые была обнаружена гибель стафилококковых бактерий (Staphylococcus) при контакте с зеленой плесенью (плесневого гриба)Penicillium notatum. Было установлено (1940), что биологической активностью обладало химическое соединение, впервые выделенное из плесени, - пенициллин. Пенициллин применяли во время Второй мировой войны. Оказалось, что антибиотическое действие пенициллинов проявляется за счет р-лактамного цикла.