Nuo senų senovės žmonės naudojo augalinius ingredientus skausmui malšinti ir ligoms bei negalavimams atsikratyti. Tačiau komponentų sudėties tyrimas, tų junginių, kurie turi tokį poveikį, išskyrimas tapo įmanomas tik plačiai ir masiškai vystantis chemijai kaip mokslui, tai yra, pradedant nuo XVII a.
Būtent tada augalų organizmų, o šiandien jau kai kurių gyvūnų žarnyne buvo aptikti azoto turintys organiniai junginiai, kurie duoda tokį platų gydomąjį poveikį. Nuo 1819 metų bendras šios medžiagų grupės pavadinimas yra alkaloidai. Pasiūlė W. Meisner, vaistininkas ir gydytojas.
Kas yra alkaloidas?
Šiuo metu pripažįstama, kad alkaloidas yra ciklinis junginys, kurio žiede arba šoninėje grandinėje yra vienas ar daugiau azoto atomų ir dėl savo cheminės prigimties jis pasižymi silpno šarmo, pavyzdžiui, amoniako, savybėmis. Anksčiau buvo pasakyta apie šių medžiagų apibrėžimą kaipazotinės piridino bazės dariniai. Tačiau vėliau buvo atrasta nemažai šios grupės junginių, kurie parodė, kad toks aiškinimas nėra visiškai teisingas ir neapima visos alkaloidų įvairovės.
Pirmą kartą šią medžiagą 1803 m. gavo ir ištyrė mokslininkas Dersonas. Tai buvo morfijus, gautas iš opijaus. Vėliau, nepriklausomai vienas nuo kito, daugelis mokslininkų atrado daugybę sudėtingų heterociklinių junginių iš augalinių medžiagų. Taigi kilo mintis, kad alkaloidas yra daugiausia natūralios kilmės medžiaga. Susidaro tik augaluose.
Cheminė molekulių sudėtis
Pagal savo cheminę prigimtį šios medžiagos yra azoto turintys organiniai junginiai, kuriuose yra azoto atomų sudėtinguose heterocikluose, sujungtuose įvairiais ryšiais ir sąveika.
Iš augalų jie išsiskiria kaip tam tikrų rūgščių druskos:
- obuoliai;
- vynas;
- oksalas;
- acto rūgštis ir kt.
Jei gryna medžiaga atskiriama nuo druskos, tai alkaloidas gali būti gaunamas kietų kristalinių miltelių pavidalu arba jis gali būti skystos struktūros (nikotino) pavidalu. Abiem atvejais tai yra šarminis junginys, pasižymintis atitinkamomis cheminėmis savybėmis.
Tai yra, alkaloidų chemija yra žinoma ir ištirta. Pavyzdžiui, buvo nustatyti metodai, kuriais juos galima išskirti iš augalinių medžiagų. Jie yra pagrįsti alkaloidų druskų tirpumu vandenyje, nes gryna forma šie junginiai beveik netirpsta vandenyje, betgerai darykite organiniuose tirpikliuose.
Daugelis reakcijų, kurių metu šie junginiai išskiriami ir tiriami, vadinamos alkaloidinėmis reakcijomis.
- Krituliai. Reakcijos, pagrįstos netirpios alkaloidinės druskos, kuri nusėda, susidarymu. Tai galima padaryti naudojant šiuos komponentus: taniną, pikrino rūgštį, fosfovolframo arba molibdo rūgštį.
- Krituliai. Reakcijos, pagrįstos sudėtingų kompleksinių druskų susidarymu, dalyvaujant alkaloidiniams junginiams. Reagentai: gyvsidabrio chloridas, kalio jodidas arba bismutas.
- Dažymas. Šių reakcijų metu pasikeičia alkaloido forma ir ji tampa pastebima bendroje sudėtyje. Veiksmo principas yra poveikis heterociklams, spalvos išvaizda. Reagentai: azoto rūgštis, sieros rūgštis, šviežiai nusodintas vario (II) hidroksidas.
Dažnai dažymo reakcijos neduoda tikslių rezultatų, nes alkaloidų heterociklinė sudėtis yra panaši į b altymų molekulių sudėtį. Todėl jie suteikia tą patį efektą.
Alkaloidų klasifikacija
Į kokias kategorijas skirstomi visi žinomi šios grupės junginiai, lemia alkaloido tipą, jo cheminę struktūrą. Tokią klasifikaciją sukūrė akademikas A. P. Orekhovas ir ji pagrįsta heterociklo, kuriame yra azoto atomų, tipu ir struktūra.
- Pirolidinas, pirolizidinas ir jų dariniai. Šiai grupei priklauso tokie alkaloidai kaip platifilinas, sarracinas, senecfilinas ir kt. Struktūra pagrįsta sudėtingais penkių narių heterociklais, sujungtais vienas su kitu,kuriose yra azoto atomas.
- Piperidinas ir piridinas, jų dariniai. Atstovai: anabazinas, lobelinas. Pagrindas yra šešių narių kompleksiniai ciklai su azotu.
- Kvinolizidinas ir jo junginiai. Šiai grupei priklauso: pahikarpinas, termopsinas ir kt. Cheminė bazė sudėtinguose šešių narių heterocikluose, sujungtuose vienas su kitu ir azotu.
- Chinolino dariniai – chininas, echinopsinas.
- Svarbi labai paplitusių alkaloidų grupė yra izochinolino junginiai. Salsalinas, morfinas ir papaverinas plačiai naudojami medicinoje. Tai taip pat apima alkaloidus raugerškio augaluose, machkoje ir ugniažolėje.
- Chemiškai labai sudėtingi tropano dariniai – hiosciaminas, atropinas, skopolaminas. Struktūrą vaizduoja sudėtingai kondensuoti, susipynę pirolidino ir piperidino žiedai.
- Indolas ir jo junginiai – rezerpinas, strichninas, vinblastinas ir kt. Sudėtingas penkių ir šešių narių žiedų, kurių struktūroje yra azoto atomų, derinys.
- Pagrindinis alkaloidas maisto pramonėje ir medicinoje yra kofeinas iš arbatos lapų ir kolos augalo sėklų. Nurodo purino darinius – sudėtingus junginius iš skirtingų heterociklų ir kelių azoto atomų kompozicijoje.
- Efedrinas ir jo junginiai – sferofizinas, kolchicinas ir kolchaminas. Cheminis efedrino pavadinimas, atspindintis sudėtingą jo struktūrą, yra fenilmetilaminopropanolis, sudėtingas organinis aromatinis alkoholis.
- Pastaruoju metu kai kurias steroidų grupės medžiagas – kortikosteroidus ir lytinius hormonus – įprasta išskirti į alkaloidus.
Fizikinės savybės
Pagrindinės šios grupės savybės yra gebėjimas ištirpti įvairiuose skysčiuose ir agregacijos būsena standartinėmis sąlygomis.
Kambario temperatūroje įprastas alkaloidas yra kristalinė kieta medžiaga. Spalvų ir kvapų, kaip taisyklė, nėra. Skonis dažniausiai kartokas, sutraukiantis, nemalonus. Rodyti optinį aktyvumą tirpaluose.
Kai kurios iš šių medžiagų standartinėmis skysčio sąlygomis yra alkaloidai be deguonies, iš viso apie 200 rūšių. Pavyzdžiui, nikotinas, pachikarpinas, koniinas.
Jei kalbėtume apie tirpumą vandenyje, tai visiškai tai gali padaryti tik kofeinas, efedrinas, ergometrinas. Likę šios klasės junginių atstovai tirpsta tik skystose organinėse medžiagose (tirpikliuose).
Veiksmas žmogaus organizmui
Alkaloidas yra medžiaga, stipriai veikianti žmogaus organizmą ir gyvūnus. Kokia tai įtaka?
- Didžiulis poveikis nervų sistemai, nervų ląstelių galūnėms, sinapsėms, neurotransmiterių procesams. Skirtingos alkaloidų grupės šias kūno dalis veikia kaip raminamieji, psichotropiniai, refleksiniai, slopinamieji, stimuliuojantys, narkotiniai, analgetikai. Teisingai naudojant medicininiais tikslais, griežtai dozuojant ir tiksliai, šis poveikis yra naudingas. Tačiau menkiausias perdozavimas gali sukelti labai rimtų ir liūdnų pasekmių.
- Širdies treniruotėskraujagyslių sistema - antiaritminis, gerina aprūpinimą krauju, antispazminis, hipotenzinis, choleretikas.
Jei alkaloidiniai preparatai naudojami netinkamai arba nesilaikant reikiamos dozės, galimos šios pasekmės:
- pablogėjęs regėjimas, klausa;
- kvėpavimo sutrikimas, sunkumas krūtinėje;
- galvos svaigimas, pykinimas, vėmimas;
- kraujavimas;
- sausa burna;
- staigus kraujospūdžio padidėjimas arba sumažėjimas;
- sunkus mirtinas apsinuodijimas.
Didelė dalis alkaloidų, turinčių fiziologinį poveikį žmonėms, yra nuodai, stiprūs, sukeliantys traukulius ir mirtį (strichninas, morfinas, belladoninas). Kita dalis – narkotiniai junginiai, sukeliantys priklausomybę. Psichologiniai, emociniai ir fiziniai (nikotinas, kofeinas, kokainas). Todėl su šiais junginiais reikia elgtis labai atsargiai ir naudoti tik gydytojo patarimu ir nurodymu.
Medicinos reikmėms
Šioje srityje alkaloidų turintys augalai yra daugelio plataus veikimo spektro vaistų arba, atvirkščiai, labai specializuotų vaistų, pagrindas. Tokių žaliavų pagrindu gaunamos žvakės, tinktūros, tabletės, ampulių tirpalai. Veiksmas skirtas širdies ir kraujagyslių, kvėpavimo organų, nervų sistemos ir galūnių, psichikos sutrikimų gydymui. Taip pat virškinimo sistemos gydymui, kaip kontraceptikai, nuo onkologinių negalavimų, užpriklausomybės nuo alkoholio pašalinimas ir daugelis kitų sričių.
Kur gamtoje yra alkaloidų?
Natūraliomis sąlygomis alkaloiduose yra vaistinių žolelių ir augalų. Šiandien žinoma apie 10 000 šių medžiagų pavadinimų ir beveik visos išgaunamos būtent iš tokių žaliavų.
Grybų dalyse, bakterijų ląstelėse, dumblių, dygiaodžių ląstelėse alkaloidų nerasta. Alkaloidiniai junginiai buvo išgauti iš kai kurių gyvūnų ląstelių, tačiau jų yra labai mažai.
Taigi paaiškėja, kad pagrindinis šių medžiagų tiekėjas, neišsenkantis š altinis medicinos tikslams, žmonių gyvenimui ir pramonei yra augalai, turintys alkaloidų.
Vaistiniai augalai
Kas tai per augalai? Tiesą sakant, jų yra per daug, kad būtų galima juos visus paminėti. Tačiau galite įvardyti dažniausiai ir dažniausiai naudojamas žmonių.
- Žąsažolė plokščialapė - alkaloidas platifilinas ir senecfilinas - antispazminis ir raminantis poveikis organizmui, naudojamas atitinkamiems vaistams sukurti.
- Paprastoji belladonna iš Solanaceae šeimos. Vaistams labai svarbus augalas. Belladonna alkaloidas yra atropinas ir belladoninas. Preparatai belladonna komponentų pagrindu sužadina centrinę nervų sistemą, aktyvina protinę ir fizinę veiklą, didina darbingumą ir ištvermę. Jie turi antispazminį ir analgetinį poveikį. Šio augalo ekstrakto pagrindu pagaminti vaistiniai lašai, tinktūros ir žvakutės.
- Juoda višta. Visiškainuodingas augalas, pavojingos visos jo dalys. Alkaloidai – hiosciaminas ir skopolaminas. Vartojamas neurologiniams negalavimams ir jūros ligoms gydyti.
- Didžioji ugniažolė. Mūsų šalyje labai paplitęs augalas. Tačiau jame yra alkaloidų chinolizidino, pachikarpino, saponino, termopsino ir kt. Labai nuodingas, jei naudojamas netinkamai.
- Alkaloidų aguonų šeimos augaluose yra dvi dešimtys. Tai opiumas, morfinas, narkotinas, papaverinas, tebainas, kodeinas ir kiti izochinolino dariniai. Jų veiksmus ir reikšmę svarstysime atskirai.
- Passiflora mėsos raudona. Sudėtyje yra daug alkaloidų, indolo darinių. Turi stiprų raminamąjį poveikį.
- Argotas. Stipriausiems alkaloidams gauti naudojamos specialiai sukurtos šio parazitinio grybo, naikinančio rugių pasėlius, kultūros. Tai ergotaminas ir ergometrinas, taip pat dar 18 veislių. Naudojamas medicinoje (ypač ginekologijoje).
- Rauwolfia serpentina – šio augalo šaknyse yra daugiau nei 50 alkaloidų, vartojamų širdies ir kraujagyslių ligoms, įskaitant hipertenziją, gydyti.
Vaistažolės ir augalai yra labai svarbi šiuolaikinės medicinos sritis. Juk dauguma vaistų yra sintetinami natūralių žaliavų pagrindu. Jie buvo naudojami nuo antikos laikų ir neprarado savo aktualumo ir šiandienos žmonėms. Priešingai, laikui bėgant žmonės vis labiau stengiasi atrasti ir ištirti tokių augalų sudėtį, kad surastų ką nors svarbaus, ką nors, kas padėtų išspręsti daugelio nepagydomų ligų problemą.
Labiausiai paplitęs alkaloidas
Tai opijaus darinys – kodeinas. Jį galima išskirti specialiomis cheminėmis reakcijomis iš morfijaus. Palyginti su pastaruoju, jį naudoti yra saugesnis, nes jis yra minkštas. Tačiau, kaip analgetikas, kosulį mažinantis, raminantis preparatas, veiksmingumas nėra blogesnis nei paties morfijaus ar opijaus.
Todėl kodeino pagrindu pagaminti vaistai yra labai plačiai paplitę medicinoje ir juos vartoja visų šalių žmonės. Vienintelis apribojimas yra dozė. Jis turėtų būti naudojamas tik gydytojui rekomendavus ir jam prižiūrint.
Opijus ir jo alkaloidai
Opiatai – taip medicinoje ir chemijoje priimta vadinti visus tuos opijaus alkaloidus, kuriuos galima iš jo išskirti ir jo pagrindu susintetinti. Kokie tai ryšiai? Deja, šiandien beveik visi apie juos girdi ir ne visada turi gerą reputaciją ir randa vertą, teisingą pritaikymą. Tai yra alkaloidai, tokie kaip:
- morfinas;
- papaverinas;
- heroinas;
- codeine.
Medicinoje šios medžiagos naudojamos kaip vaistai nuo kosulio, skausmą malšinantys, raminamieji. Remiantis kodeinu, netgi buvo sukurta nemažai vaistų nuo peršalimo vaikams.
Tačiau tokie junginiai kaip opijus ir heroinas naudojami ne tik medicinos tikslais, bet ir kaip sunkūs svaiginantys narkotikai. Jie sukelia siaubingą žmogaus organizmo priklausomybę ir laikui bėgant gali padaryti rimtą žalą sveikatai, netgi žmonių gyvybei.
