Полисахариды стенок растительных клеток

13.05.2017
К природным полимерам, входящим в состав стенки растительной клетки, относятся целлюлоза, гемицеллюлоза и пектин (рис. II-3-1).
Целлюлоза
Целлюлоза является необходимым структурным компонентом высших растений и представляет собой самый распространенный на Земле органический полимер. Целлюлоза — линейный неразветвленный полисахарид, состоящий из в-1,4-связанных D-глюкозных участков и множества параллельных целлюлозных молекул, которые образуют микроволокна кристаллической структуры.
Целлюлоза нерастворима в воде и не переваривается в желудочно-кишечном тракте человека. В коже каких-либо биологических мишеней для нее — клеточных или неклеточных (в том числе ферментов, расщепляющих целлюлозу) — нет, поэтому целлюлозу рассматривают как биологически инертный компонент, выполняющий исключительно технические функции.

Целлюлозу, добываемую из волокнистых материалов, таких как древесина и хлопок, можно механически расщепить до порошкообразного состояния. Порошкообразную целлюлозу используют в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя таблеток. При обработке высококачественной порошкообразной целлюлозы соляной кислотой образуются микрокристаллы целлюлозы. Микрокристаллическая целлюлоза ценится выше, чем порошкообразная, так как содержит более сыпучие неволокнистые частицы. Ее используют как разбавляющее вещество или наполнитель, связывающий материал при изготовлении таблетированных средств, компактной пудры, теней для век методом гранулирования и прямой компрессии.
Производные целлюлозы образуются за счет присоединения веществ к гидроксильным группам D-глюкопиранозных участков полимерной целлюлозы. Производные целлюлозы получают путем этерификации, эстерификации, кросс-линкинга или графт-сополимеризации. Этерификация позволяет получить такие соединения, как гидроксипропилметилцеллю-лоза и карбоксиметилцеллюлоза, широко встречающиеся в косметических средствах и дерматологических препаратах для местного использования.
Гемицеллюлоза
Сложные полисахариды, сами не образующие микроволокна, способны присоединяться к микроволокнам целлюлозы. Эти присоединенные полисахариды называются гемицеллюлозами. Гемицеллюлозы имеют в-(1-4)-связанные основные цепи, которые расположены по отношению друг к другу, как полюса Земли по отношению к экватору. В отличие от целлюлозы, имеющей кристаллическую неразветвленную структуру, гемицеллюлоза характеризуется неупорядоченным и разветвленным строением. К гемицеллюлозам относятся ксилоглюканы, ксиланы, маннаны, глюко-маннаны и в-(1-3,1-4)-глюканы. Их можно выделить из мембраны с помощью сильных щелочей.
Коньяк глюкоманнан
Наиболее часто применяемым в фармацевтической промышленности глюкоманнаном является коньяк глюкоманнан (син.: коньяковый глюкоманнан), относящийся к гемицеллюлозам.
Он представляет собой экстракт из клубней растения аморфофаллус коньяк (Amorphophallus konjac) (сем. Ulmaceae).
Полисахариды стенок растительных клеток

В последнее время коньяк глюкоманнан начал активно применяться и в косметической промышленности как натуральная альтернатива акрилатам и карбомеру. Он также применяется для создания визуального эффекта заполнения морщин. Ингредиент, созданный в химической лаборатории BASF Beauty Creations, представляет собой сферы на основе порошка корней аморфофаллуса и гиалуроновой кислоты (INCI: Ethylhexyl Palmitate (and) Trihydroxystearin (and) Sodium Hyaluronate (and) Amorphophallus Konjac Root Powder). Коньяк глюкоманнан с молекулярной массой более 200 кДа перекрестно связывают с низкомолекулярной гиалуроновой кислотой (менее 40 кДа) и формируют из них обезвоженные сферы. При попадании в кожу сферы начинают активно впитывать воду и разбухать, создавая эффект визуального увеличения упругости и гладкости кожи. Так как объем каждой сферы может увеличиваться практически в 17 раз, данный ингредиент дает волшебный, но, к сожалению, временный эффект исчезновения морщин.
в-Глюканы
В косметических средствах с иммуномоделирующим эффектом часто встречается в-глюкан. Этот полисахарид является компонентом бактериальной стенки, поэтому макрофаги кожи (клетки Лангерганса) реагируют на него так, как они реагировали бы на бактерию. Активация макрофагов кожи и приведение их в боевую готовность повышает неспецифический иммунитет кожи, а также способствует ускорению заживления ран и повреждений.
Пектины
По своей структуре пектины представляют собой линейные полисахариды, содержащиеся в мембране растительной клетки.
Пектины — преимущественно линейные полимеры, состоящие из 1,4-связанных остатков D-галактуроновой кислоты, между которыми встроены 1,2-связанные остатки L-рамнозы. Одна молекула включает от нескольких сотен до одной тысячи структурных элементов и имеет молекулярную массу, в среднем равную 50-180 кДа.
Пектин в большом количестве присутствует в мякоти фруктовых плодов (рис. II-3-2). В настоящее время пектин привлекает внимание косметических химиков как носитель для отдушек, пролонгирующий их применение. Оказалось, что пектиновая «упаковка» позволяет достичь продолжительного высвобождения ароматизаторов и уменьшить их проникновение в кожу.