Od czasów starożytnych ludzie używali składników ziołowych do łagodzenia bólu i pozbycia się chorób i dolegliwości. Jednak badanie składu składników, izolowanie tych związków, które mają taki efekt, stało się możliwe dopiero wraz z szerokim i masowym rozwojem chemii jako nauki, czyli począwszy od XVII wieku.
Wtedy w jelitach organizmów roślinnych, a dziś już u niektórych zwierząt odkryto związki organiczne zawierające azot, które dały tak szeroki efekt terapeutyczny. Od 1819 roku ogólna nazwa tej grupy substancji to alkaloidy. Sugerowane przez W. Meisnera, farmaceutę i lekarza.
Co to jest alkaloid?
Obecnie przyjmuje się, że alkaloid jest związkiem cyklicznym zawierającym jeden lub więcej atomów azotu w pierścieniu lub łańcuchu bocznym i ze względu na swoją naturę chemiczną wykazuje właściwości słabej zasady, takiej jak amoniak. Wcześniej mówiono o definicji tych substancji jakopochodne zasady azotowej pirydyny. Jednak później odkryto szereg związków z tej grupy, co pokazało, że taka interpretacja nie jest do końca poprawna i nie obejmuje całej gamy alkaloidów.
Po raz pierwszy substancja ta została uzyskana i zbadana w 1803 roku przez naukowca Dersona. Była to morfina pochodząca z opium. Następnie, niezależnie od siebie, wielu naukowców odkryło szereg złożonych związków heterocyklicznych z materiałów roślinnych. Pojawił się więc pomysł, że alkaloid to substancja głównie pochodzenia naturalnego. Powstaje tylko w roślinach.
Skład chemiczny cząsteczek
Ze względu na swoją chemiczną naturę substancje te są związkami organicznymi zawierającymi azot, które zawierają atomy azotu w złożonych heterocyklach połączonych różnymi typami wiązań i interakcji.
Z roślin wyróżniają się solami niektórych kwasów:
- jabłko;
- wino;
- szczawiowy;
- kwas octowy i inne.
Jeżeli czysta substancja jest oddzielana od soli, alkaloid może być otrzymany w postaci stałego krystalicznego proszku lub w postaci płynnej struktury (nikotyny). W obu przypadkach jest to związek alkaliczny, który wykazuje odpowiednie właściwości chemiczne.
Oznacza to, że chemia alkaloidów jest znana i badana. Na przykład zidentyfikowano metody, dzięki którym można je izolować z materiałów roślinnych. Opierają się na rozpuszczalności soli alkaloidów w wodzie, ponieważ w czystej postaci związki te są prawie nierozpuszczalne w wodzie, alezrób to dobrze w rozpuszczalnikach organicznych.
Szereg reakcji, za pomocą których te związki są izolowane i badane, nazywa się reakcjami alkaloidowymi.
- Opady. Reakcje oparte na tworzeniu nierozpuszczalnej soli alkaloidowej, która się wytrąca. Można to zrobić za pomocą następujących składników: garbniki, kwas pikrynowy, kwas fosfowolframowy lub molibdenowy.
- Opady. Reakcje polegające na tworzeniu złożonych soli złożonych z udziałem związków alkaloidowych. Odczynniki: chlorek rtęci, jodek potasu lub bizmut.
- Kolorowanie. Podczas tych reakcji zmienia się postać alkaloidu i staje się to zauważalne w ogólnym składzie. Zasada działania to wpływ na heterocykle, pojawienie się koloru. Odczynniki: kwas azotowy, kwas siarkowy, świeżo wytrącony wodorotlenek miedzi(II).
Często reakcje barwienia nie dają dokładnych wyników, ponieważ heterocykliczny skład alkaloidów jest podobny do składu cząsteczek białka. Dlatego dają ten sam efekt.
Klasyfikacja alkaloidów
Na jakie kategorie dzielą się wszystkie znane związki z tej grupy, determinuje rodzaj alkaloidu, jego budowę chemiczną. Taka klasyfikacja została stworzona przez akademika A. P. Orekhova i opiera się na typie i strukturze heterocyklu z atomami azotu.
- Pirolidyna, pirolizydyna i ich pochodne. Do tej grupy należą takie alkaloidy jak platifillin, sarracin, senecyfilin i inne. Struktura oparta jest na złożonych pięcioczłonowych heterocyklach połączonych ze sobą,które zawierają atom azotu.
- Piperydyna i pirydyna, ich pochodne. Przedstawiciele: anabazyna, lobelin. Podstawą są sześcioczłonowe złożone cykle z azotem.
- Chinolizydyna i jej związki. Do tej grupy należą: pahikarpin, termopsyna i inne. Baza chemiczna w złożonych sześcioczłonowych heterocyklach połączonych ze sobą i azotem.
- Pochodne chinoliny - chinina, echinopsin.
- Ważną grupę bardzo powszechnych alkaloidów stanowią związki izochinoliny. Salsalin, morfina i papaweryna są szeroko stosowane w medycynie. Obejmuje to również alkaloidy w roślinach berberysu, machce i glistniku.
- Chemicznie bardzo złożone pochodne tropanu - hioscyjamina, atropina, skopolamina. Strukturę reprezentują kompleksowo skondensowane, splecione ze sobą pierścienie pirolidyny i piperydyny.
- Indol i jego związki - rezerpina, strychnina, winblastyna i inne. Złożona kombinacja pierścieni pięcio- i sześcioczłonowych z atomami azotu w strukturze.
- Głównym alkaloidem w przemyśle spożywczym i medycynie jest kofeina z liści herbaty i nasion rośliny coli. Odnosi się do pochodnych puryn - złożonych związków z różnych heterocykli i kilku atomów azotu w składzie.
- Efedryna i jej związki - sferofizyna, kolchicyna i kolchamina. Chemiczna nazwa efedryny, odzwierciedlająca jej złożoną strukturę, to fenylometyloaminopropanol, złożony organiczny alkohol aromatyczny.
- Ostatnio zwyczajowo izoluje się niektóre substancje z grupy sterydów - kortykosteroidy i hormony płciowe - na alkaloidy.
Właściwości fizyczne
Główne właściwości tej grupy to zdolność rozpuszczania się w różnych cieczach oraz stan skupienia w standardowych warunkach.
W temperaturze pokojowej popularny alkaloid jest krystalicznym ciałem stałym. Kolory i zapachy z reguły nie mają. Smak jest przeważnie gorzki, cierpki, nieprzyjemny. Pokaż aktywność optyczną w rozwiązaniach.
Niektóre z tych substancji w standardowych warunkach płynnych to alkaloidy beztlenowe, łącznie około 200 gatunków. Na przykład nikotyna, pachykarpina, koniina.
Jeśli mówimy o rozpuszczalności w wodzie, to tylko kofeina, efedryna, ergometryna mogą to zrobić całkowicie. Pozostali przedstawiciele tej klasy związków rozpuszczają się tylko w ciekłych substancjach organicznych (rozpuszczalnikach).
Działanie na ludzkie ciało
Alkaloid to substancja silnie działająca na organizm człowieka i zwierząt. Co to za wpływ?
- Ogromny wpływ na układ nerwowy, zakończenia komórek nerwowych, synapsy, procesy neuroprzekaźników. Różne grupy alkaloidów działają na te części ciała jako środki uspokajające, psychotropowe, odruchowe, przeciwkaszlowe, pobudzające, narkotyczne, przeciwbólowe. Przy prawidłowym stosowaniu do celów medycznych, ściśle dozowanych i dokładnych, efekty te są korzystne. Jednak najmniejsze przedawkowanie może prowadzić do bardzo poważnych i smutnych konsekwencji.
- Działanie na cardio-układ naczyniowy - antyarytmiczny, poprawia ukrwienie, rozkurczowy, hipotensyjny, żółciopędny.
W przypadku, gdy preparaty na bazie alkaloidów są stosowane niewłaściwie lub niezgodnie z wymaganą dawką, możliwe są następujące konsekwencje:
- upośledzenie wzroku, słuchu;
- zaburzenia oddychania, ociężałość w klatce piersiowej;
- zawroty głowy, nudności, wymioty;
- krwawienie;
- suchość w ustach;
- gwałtowny wzrost lub spadek ciśnienia krwi;
- ciężkie śmiertelne zatrucie.
Znacząca część alkaloidów w ich fizjologicznym wpływie na ludzi to trucizny, silne, powodujące konwulsje i śmierć (strychnina, morfina, belladonina). Druga część to związki narkotyczne, które powodują uzależnienie. Psychologiczne, emocjonalne i fizyczne (nikotyna, kofeina, kokaina). Dlatego z tymi związkami należy obchodzić się z najwyższą ostrożnością i stosować je wyłącznie za radą i zaleceniem lekarza.
Zastosowanie medyczne
W tej dziedzinie rośliny zawierające alkaloidy są podstawą wielu leków o szerokim spektrum działania lub odwrotnie, wysoce wyspecjalizowanych. Na bazie takich surowców otrzymuje się świece, nalewki, tabletki, roztwory ampułek. Działanie ma na celu leczenie chorób układu krążenia, układu oddechowego, układu nerwowego i zakończeń, zaburzeń psychicznych. Również do leczenia przewodu pokarmowego, jako środki antykoncepcyjne, na dolegliwości onkologiczne, naeliminacja uzależnienia od alkoholu i wielu innych obszarów.
Gdzie można znaleźć alkaloidy w przyrodzie?
W warunkach naturalnych alkaloidy zawierają lecznicze zioła i rośliny. Dziś znanych jest około 10 000 nazw tych substancji, a prawie wszystkie są pozyskiwane właśnie z takich surowców.
Nie znaleziono alkaloidów w częściach grzybów, komórkach bakterii, alg, szkarłupni. Związki alkaloidowe zostały wyekstrahowane z komórek niektórych zwierząt, ale jest ich bardzo niewiele.
Tak więc okazuje się, że głównym dostawcą, niewyczerpanym źródłem tych substancji do celów medycznych, życia ludzkiego i przemysłu są rośliny zawierające alkaloidy.
Rośliny lecznicze
Co to za rośliny? W rzeczywistości jest ich zbyt wiele, by wymienić je wszystkie. Możesz jednak wymienić najpopularniejsze i najczęściej używane przez człowieka.
- Agosz płaskolistny - alkaloid platyfilina i senecyfilina - działanie przeciwskurczowe i uspokajające na organizm, wykorzystywane do tworzenia odpowiednich leków.
- Pospolita belladonna z rodziny Solanaceae. Bardzo ważna roślina dla medycyny. Alkaloidem belladonny jest atropina i belladonina. Preparaty na bazie składników belladonny pobudzają centralny układ nerwowy, aktywizują aktywność umysłową i fizyczną, zwiększają wydolność i wytrzymałość. Mają działanie przeciwskurczowe i przeciwbólowe. Lecznicze krople, nalewki i czopki są oparte na ekstrakcie z tej rośliny.
- Czarny lulek. W pełnitrująca roślina, wszystkie jej części są niebezpieczne. Alkaloidy – hioscyjamina i skopolamina. Stosowany w leczeniu dolegliwości neurologicznych i choroby morskiej.
- Glistnik duży. Bardzo pospolita roślina w naszym kraju. Zawiera jednak alkaloidy chinolizydynę, pachykarpinę, saponinę, termopsynę i inne. Bardzo trujący w przypadku niewłaściwego użycia.
- Alkaloidy w roślinach z rodziny Poppy szacuje się na dwa tuziny. Są to opium, morfina, narkotyna, papaweryna, tebaina, kodeina i inne pochodne izochinoliny. Ich działanie i znaczenie rozważymy osobno.
- Passiflora mięso czerwone. Zawiera szereg alkaloidów, pochodnych indolu. Ma silne działanie uspokajające.
- Argot. Do uzyskania najsilniejszych alkaloidów wykorzystuje się specjalnie stworzone kultury tego pasożytniczego grzyba niszczącego uprawy żyta. Są to ergotamina i ergometryna, a także 18 innych odmian. Stosowany w medycynie (szczególnie w ginekologii).
- Rauwolfia serpentina - korzenie tej rośliny zawierają ponad 50 alkaloidów stosowanych w leczeniu chorób układu krążenia, w tym nadciśnienia.
Zioła lecznicze i rośliny to bardzo ważna dziedzina współczesnej medycyny. W końcu większość leków jest syntetyzowana na bazie naturalnych surowców. Były używane od starożytności i nie straciły na znaczeniu dla dzisiejszych ludzi. Wręcz przeciwnie, z biegiem czasu ludzie coraz częściej starają się odkrywać i badać skład takich roślin, aby znaleźć coś ważnego, coś, co pomoże rozwiązać problem wielu nieuleczalnych chorób.
Najpopularniejszy alkaloid
To pochodna opium - kodeina. Można go wyizolować za pomocą specjalnych reakcji chemicznych z morfiny. W porównaniu z tym ostatnim jest bezpieczniejszy w użyciu, ponieważ jest miękki w działaniu. Jednak skuteczność jako środka przeciwbólowego, przeciwkaszlowego i uspokajającego nie jest gorsza niż sama morfina lub opium.
Dlatego leki na bazie kodeiny są bardzo rozpowszechnione w medycynie i są stosowane przez ludzi we wszystkich krajach. Jedynym ograniczeniem jest dawkowanie. Należy go stosować wyłącznie na zalecenie i pod nadzorem lekarza.
Opium i jego alkaloidy
Opiaty - tak w medycynie i chemii zwyczajowo nazywa się wszystkie te alkaloidy opium, które można z niego wyizolować i zsyntetyzować na jego podstawie. Jakie są te połączenia? Niestety, dziś prawie każdy o nich słyszy i nie zawsze cieszy się dobrą opinią i znajduje godną, poprawną aplikację. Są to alkaloidy takie jak:
- morfina;
- papaweryna;
- heroina;
- kodeina.
W medycynie substancje te są stosowane jako środki przeciwkaszlowe, przeciwbólowe, uspokajające. W oparciu o kodeinę stworzono wiele leków na przeziębienie u dzieci.
Jednak związki takie jak opium i heroina są używane nie tylko w celach medycznych, ale także jako ciężkie środki odurzające. Powodują straszliwe uzależnienie ludzkiego ciała i z biegiem czasu mogą powodować poważne szkody zdrowotne, a nawet ludzkie.
