Žodis alkaloidas yra kilęs iš dviejų žodžių: arabų kalbos žodžio “alkali” kas reiškia šarmas ir graikų kalbos žodžio “edos” – panašus. Tiksliai išvertus, tai būtų: panašus į šarmą junginis. Taip pirmą kartą sobadiliną pavadino vaistininkas V. Meisneris.Alkaloidai tai sudėtingi organiniai junginiai randami augaluose. Pastebėta, kad dauguma jų randami labiau diferencijuotose augaluose ir kad sudėtiniai alkaloidai randami aukštesnės evoliucijos pakopą užimančiose augaluose. Alkaloidai augaluose būna druskų pavidalo ištirpę ląstelių sultyse. Alkaloidai tai nuodingosios medžiagos, plačiai naudojamos mokslinėje medicinoje kaip svarbi vaistų grupė. Jų druskos įvairių vaistų pavidalų veikia organizmą specifiškai: mažina kraujospūdį, slopina spazminius skausmus, stimuliuoja centrinę nervų sistemą.
1. Alkaloidų istorijaŽmonijos istorija nuo pirmų jos egzistavimo dienų yra susijusi su nuodais. Nuodingi augalai egzistavo dar prieš atsirandant Pirmajam žmogui. Pirmuoju augalu, turinčiu savyje narkotines medžiagas ir aprašytu gilioje senovėje, buvo aguona. Ją dar prieš 5 tūks. metų gydyme naudojo Šumerai. Žinomas gydytojas ir filosofas Hipokratas žinojo apie aguonų sulčių veikimą, o indėnai žinojo chinino žievės poveikį žmogaus organizmui. Viename iš seniausių medicininės literatūros šaltinyje – Egipto papiruse yra aprašyti nuodingieji augalai, kuriuos žmonės naudojo kaip nuodus, o vėliau išmoko pritaikyti juos vaistų gamybai. Jame yra minimi ir alkaloidai. Pirmasis medicininis preparatas, kurį ligoniui išrašė garsus mokslininkas ir medikas Paracelsas buvo iš opiumo. Jis dažnai naudodavo opiumą praktikoje ir vadino jį nemirtingumo akmeniu. Nemažiau garsus yra prancūzų mokslininkas Bone, kuris 1797 metais iš opiumo išgavo gryną alkaloidą – morfiną. Vėliau, tą patį padarė ir vaistininkas Zertiurneris, kuris ir pavadino morfiną sapnų dievo Morfėjaus vardu.Devynioliktas šimtmetis yra gausus atradimų alkaloidų srityje 1818 metais Kavantu ir Peletje iš vimdomojo riešuto išskyrė strichniną, kuris nusinešė daug gyvybių. 1820 metais Desosas chininmedžio žievėje atrado chininą, o Rungė kavoje – kofeiną. 1826 metais Gizeke atrado konijiną, 1828 metais Poselis ir Raimanas iš tabako išskyrė nikotiną, Mainas 1831 metais eksperimentuodamas su augalu beladona gavo atropiną.
1853 metais gydytojas iš Edinburgo Aleksandras Budas išrado adatą poodinėms injekcijoms, kas pagimdė naujas problemas žmonijai, nes tais laikais buvo klaidingai manoma, kad toks opiumo alkaloidų įvedimo kelias į organizmą nesukelia pripratimo ir dozės didinimo.Praėjo dar daug laiko, kol savų atradimų sulaukė dar 2 000 įvairūs augaliniai alkaloidai nuo kokaino, kolchicino, giocino iki akonitino. Dar daugiau laiko praėjo kol šie pirmi alkaloidai prasimušė sau kelią iš laboratorijų ir mokslininkų kabinetų pas gydytojus.2. Alkaloidų fizinės ir cheminės savybėsAlkaloidai tai sudėtingi organiniai junginiai, kurių struktūroje yra azoto ir kurie turi bazinių savybių. Jie jungiasi su organinėmis ir neorganinėmis rūgštimis, sudarydami druskas. Dauguma alkaloidų yra kristaliniai ar amorfiniai, optiškai aktyvūs ( išskyrus atropiną ), bespalviai ( išskyrus berberiną ir kolchiciną – geltonos spalvos, o sangvinarinas – raudonos spalvos ), be kvapo (nikotinas, kuris yra lakūs nemalonaus kvapo skystis ) kartaus skonio junginiai. Alkaloidų bazės išskyrus kofeiną, netirpsta vandenyje, o gerai tirpsta chloroforme,alkoholyje, eteryje. Alkaloidų druskos yra tirpios vandenyje, alkoholyje ir netirpios organiniuose tirpikliuose.Alkaloidų reikšme augalui iki šiol nėra iki galo ištirta. Manoma, kad alkaloidai saugo augalą nuo kenkėjų, būtent dėl jų rūgštaus skonio žolėdžiai gyvūnai neėda augalą. Kita teorija teigia, kad alkaloidai tai nereikalingi baltymų apykaitos produktai. Kitų nuomonė yra, kad augalo požeminėse dalyse sukaupti alkaloidai dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose, skatina šaknų augimą, o patekę į dirvą, sudaro barjerą, pro kuri neprileidžia mikroorganizmus. Tačiau neviena išvardinta teorija nepaaiškina iki galo alkaloidų tikrąją reikšmę augalui, nes vieni augalai kaupia alkaloidus, o kiti visai nekaupia jų.
3. Alkaloidai augalų pasaulyjeApie 5000 įvairių rūšių augalų kaupia alkaloidus. Alkaloidai augalo organuose yra pasiskirstę nevienodai, vieni augalai daugiau kaupia jų sėklose, kiti – lapuose, šaknyse arba žievėje, parenchiminiame audinyje, ląstelėje. Tame pačiame augale gali būti panašių ir skirtingų alkaloidų. Augalo vegetacijos metu alkaloidų kiekis kinta pvz.: daugiausia jų būna augalui žydint. Vegetacijos pabaigoje alkaloidai kaupiasi sėklose, šaknyse. Alkaloidų kiekis augale priklauso nuo daugelio sąlygų: nuo augalo amžiaus, aplinkos veiksnių ir geografinės vietovės pvz.: druskė auganti smėlyje, sukaupia iki 1% alkaloidų, o auganti molyje – tik jo pėdsakus. Alkaloidų kaupimuisi turį įtakos dirvos patręšimas azotinėmis trąšomis.
4. Alkaloidų turinčių žaliavų suskirstymasAlkaloidus kaupiantys augalai dalijami į 8 pogrupius pagal jose randamų alkaloidų cheminį panašumą:
· Augalai turintis aciklinių grupės alkaloidų· Augalai turintis pirolizidino grupės alkaloidų· Augalai turintis piridino grupės alkaloidų· Augalai turintis chinolino grupės alkaloidų· Augalai turintis izochinolino grupės alkaloidų · Augalai turintis indolo grupės alkaloidų· Augalai turintis purino grupės alkaloidų· Augalai turintis steroidinių grupės alkaloidų
5. Augalai turintys aciklinių grupės alkaloidų
Paprikos vaisiai ( Fructus capsici ) tai vienmečiai žoliniai augalai paplitę visoje Europoje ir kitose šalyse. Paprikos vaisiuose randama apie 70% alkaloido vadinamo kapsaicinu, kuris pasižymi erzinančiomis savybėmis ir deginančiu skoniu. Kapsaicinas randamas tik vaisių sėklų epidermio ląstelėse po kutikula. Paprikos vaisiai naudojami tinktūros gamybai, kuri yra naudojama įtrinimams, kaip dirginamoji priemonė.Sferofiros ( Herba sphaerophysae ) tai daugiametis žolinis augalas, paplitęs Vidurinės Azijos lygumose, kartais randamas ir dykumose, druskiniose pievose kaip lauko piktžolė. Augale randama iki 0.4% alkaloido sferofino. Jis dažniausiai vartojamas druskos pavidale. Sferofinas blokuoja nervinio impulso perdavimą vegetaciniuose ganglijuose ir todėl gali sumažinti kraujospūdį, taip pat stiprina gimdos raumenų susitraukymus, kartais vartojamas hipertonijos atveju.Efedros žolė ( Herba ephedrae ). Daugiausiai alkaloidų turi asiūklinė efedra, tai stambus iki 1m aukščio dvinamis krūmas, paplitęs Vidurinėje Azijoje, Tian-Šano kalnuose. Žaliava renkama iš jaunų augalo viršutinių šakučių. Efedroje randama iki 3.2% alkaloido efedrino. Visi kiti alkaloidai kurie randami efedros žolėje yra efedrino izomerai. Efedrinas veikia centrinę nervų sistemą, skatina širdies kraujagyslių veiklą. Efedros žolė vartojama kaip antialerginė ir broncholizinė priemonė.
Herba Ephedrae
6. Augalai turintys pirolizidino grupės alkaloidųPlačialapė žilė ( Senecio platyphylloides ) tai daugiametis žolinis augalas, auga pavėsingose Kaukazo miškuose. Augale randama daug alkaloidų, vieni iš jų: platifilinas, saracinas, senecifilinas, kurie sumoje sudaro apie 1.5%. Alkaloidų kiekis priklauso nuo žaliavos rinkimo laiko. Platifilinas savo veikimu artimas atropinui, jis veikia antispazmiškai, panašiai veikia ir saracinas.
7. Augalai turintys piridino grupės alkaloidųSiauralapis termopsis ( Thermopsis lanceolata ) tai daugiametis žolinis augalas siekiantis iki 40m aukščio, paplitęs Rytų ir Vakarų Sibire ir visoje Europoje. Termopsis auga kaip piktžolė pasėliuose. Žaliavai išgauti renkami lapuoti stiebai su žiedais. Alkaloidus termopsis kaupia įvairiose augalo vietose: antžeminėje dalyje sukaupia iki 0.5-2.5% alkaloidų iš kurių svarbiausias yra termopsinas, be jo augale dar randami homotermopsinas, anagirinas, kurie yra termopsino dariniai. Sėklose randama iki 3% alkaloidų iš kurių svarbiausias yra citizinas. Panašius alkaloidus turi ir kiti augalai, kaip Cytisus, Tupinus, Sophora rūšys. Panašios struktūros alkaloidai vadinami “lupinano alkaloidais”. Termopsio žolės alkaloidai naudojami kraujospūdžiui didinti, kai kurie šios grupės alkaloidai veikia skrandžio gleivinę ir didina bronchinių liaukų sekreciją ir tuo palengvina atsikosėjimą.Stambiavaisė sofora ( Sophora pachycarpa ) tai daugiametis puskrūmis turintis stipriai išsivysčiusia šaknų sistemą, paplitęs Vidurinėje Azijoje. Iš augalo antžeminės dalies išgaunama apie 4% alkaloidų iš jų svarbiausias yra pachikarpinas. Jis vartojamas kraujospūdžiui mažinti ir gimdymui pagreitinti.Vaistinė šunvyšnė ( Atropa belladonna ) tai daugiametis stambus žolinis augalas užaugantis iki 2m aukščio, paplitęs Vidurinėje Europoje. Žaliava išgaunama iš lapų ir iš supjaustytų ir išdžiovintų stiebų ir šaknų. Visame augale kaupiasi alkaloidai, tačiau daugiausiai jų randama lapuose iki 1%. Pagrindinis alkaloidas – hiosciaminas. Alkaloidų išgavimo procese jis virsta receminiu junginių – atropinu. Atropinas sudaro 99% šunvyšnėje esamų alkaloidų. Atropinas veikia centrinę nervų sistema ir veikia antispazmiškai. Atropinas savo veikimu panašus i kokainą, kuris išgaunamas iš kokamedžio. Ankščiau kokainas buvo plačiai naudojamas medicinoje kaip antispazminė ir raminamoji priemonė, tačiau dabar jis yra rečiau naudojamas dėl jo toksinio ir priprantamojo poveikio.
Paprastoji durnaropė ( Datura stramonium ) tai vienmetis žolinis augalas, paplitęs vidurio Europos šalyse. Žaliava išgaunama iš džiovintų lapų. Visame augale randama tropano grupės alkaloidų, kurių pagrindinis yra hiosciaminas apie 2%, kuris perdirbamas į atropiną.
8. Augalai turintys chonolino grupės alkaloidųKarališkasis chininmedis ( Cinchona calisaya ) tai visada žaliuojantis medis, jo tėvyne – Pietų Amerika. Daugiausiai alkaloidų gaunama iš medžio žievės parenchiminių ląstelių. Alkaloidų kiekis siekia iki 18%. Jų kiekį galima padidinti atnaujinant žievę. Tam tikslui kamieno žievė yra nudrožiama iki tošies ir sužeista vieta aprišama samanomis. Aprištas kamienas greitai regeneruoja žievę kurioje alkaloidų kiekis yra didesnis..Vertingiausias alkaloidas randamas žievėje yra chininas, kuris blogai tirpsta vandenyje, o geriau chloroforme ir alkoholyje. Chininas yra kartaus skonio..1818m. mokslininkas Gize išskyrė gryna chinino alkaloidą . Chininas pasižymi plačiu veikimo spektru: skatina gimdos susitraukimus, taip palengvinant gimdymą, plečia kraujagysles, slopina širdies dirglumą. Tačiau gali sukelti audinių nekrozę, tai tipiškas protoplazmos nuodas. Chininmedžio žievėje randama dar 24 alkaloidai, svarbiausi iš jų: cinchoninas ir cinchonidinas.Cinchonas yra pagrindinis cinchonos medžio alkaloidas. Cinchonos žievė pradėta vartoti XVIII a. kaip vaistas sergant maliarija- drugio lyga.Mėlynasis bandranis ( Echinops ritro ) tai daugiametė žolė, paplitusi Vidurinės Azijos stepių rajonuose. Žaliava gaunama iš prinokusių vaisių, kuriose randama apie1% alkaloidų, iš kurių vertingiausias yra echinopsinas. Echinopsino veikimas yra artimas strichninui, jo didelės dozės sukelia traukulius.
9. Augalai turintys izochinolino grupės alkaloidųDaržinė aguona ( Papaver somniferum ) tai vienmetis žolinis augalas iki 1.5m. aukščio. Žaliava – opiumas, gaunamas iš neprinokusių aguonos galvučių. Opiumas yra išgaunamas įpjovus aguonos galvutę, bet ne kiaurai. Iš jos gaunama apie 0.2 g opiumo. Gautas opiumas išmaišomas ant stiklelio ir džiovinamas saulėje, kur įgauna tamsiai ruda spalvą ir kartųjį skonį. Alkaloidai randami opiume yra druskų pavidalo, jų kiekis priklauso nuo daugelio faktorių: aplinkos sąlygų, geografinės padėties. Iš 1 hektaro aguonų gaunama 5-70 kg opiumo. Opiume randama apie 10% morfino, 0.08%- narkotino, ir 0.07% kodeino kiti alkaloidai yra mažiau svarbus. Opiumo alkaloidai vartojami skausmui mažinti. Morfino veikimas medicinoje yra gana platus: jis veikia centrinę nervų sistemą, nuo jo dozių išnyksta daug nemalonų pojūčių ( skausmas, kosulys, alkis, gerėja nuotaika, žmogus patiria euforija ) tačiau morfinas gali sukelti pripratimą. Morfino perdozavimas paralyžuoja kvėpavimo centrus ir žmogus gali mirti. Opiumo alkaloidas kodeinas yra panašaus veikimo kaip ir morfinas.
Ugniažolė (Chelidonium majus) tai daugiamete žolė paplitusi Lietuvoje ir Azijoje. Augale randama apie 20 alkaloidų, kurie yra druskos pavidale. Pagrindinis alkaloidas yra chelidoninas, kuris veikia panašiai kaip morfinas.
10. Augalai turintys indolo grupės alkaloidųNuodingasis činčibiras (Strychnos nux vomica) auga atogrąžų tropinėje juostoje: Indijoje, Indonezijoje. Medyje yra randama daug nuodingų junginių. Žaliava išgaunama iš augalo sėklų. Endosperme randama alkaloidų: brucino ir strichnino. Sumoje sėkloje yra apie 5% alkaloidų. Strichnino nitratas veikia centinę nervų sistemą, stipriausiai veikia nugaros smegenys. Jo didesnes dozės sukelia traukulinius priepuolius nuo kurių žmogus miršta. Strichninas dažniausiai yra naudojamas paralyžiaus atvejais pailgų smegenų centrams stimuliuoti.Rangytoji rauvolfija ( Rauvolfia serpentia ) tai visada žaliuojantis puskrūmis. Jis žydi per visus metus, todėl yra auginamas kaip dekoratyvinis augalas.. Rauvolfija auga Indijoje. Žaliava gaunama iš džiovintų šaknų. Augalas paprastai žievėje kaupia daugiau kaip 50 alkaloidų, bendras jų kiekis siekia iki 3%. Visų svarbiausias yra rezerpinas, kuris mažina kraujospūdį ir veikia centrinę nervų sistemą. Iš šio augalo išskirtų alkaloidų raminantys poveikis aprašytas dar Ajurvedos užrašuose, o senovės bengalų kalba šis augalas vadinamas chandra (mėnulis). Mahatma Gandi paskutiniais savo gyvenimo metais vartojo rauvolfijos ekstraktą padidėjusiam kraujospūdžiui mažinti ir, manoma, kad jo geram ir šviesiam nusiteikimui įtaka darė augalo raminantis poveikis.
11. Augalai turintys purino grupės alkaloidųAugalinės kilmės purino junginiai 3 rūšių:· Teofilinas – randamas arbatoje ir kavoje· Teobraminas – randamas kakao sėklose· Kofeinas – randamas arbatmedžio lapuose, kavos ir kakao sėklose. Kofeinas tai blizgančių adatų formų kristalai blogai tirpstantys vandenyje.Purino grupės alkaloidai stimuliuoja centrinę nervų sistemą, atpalaiduoja raumenys ir skatina širdies veiklą. Kofeinas daugiau veikia centrinę nervų sistemą, o teofilinas ir teobraminas – periferinę.Kofeinas daugiau vartojamas kaip analeptikas, o teofilinas ir teobrominas – kraujagyslėms išplėsti ir širdies veiklai skatinti.
Kakavos medis ( Coffea arabica ) tai medis kuris išauga iki 6m aukščio. Žaliava gaunama iš kakavos sėklų.Žmogus nežinodamas nei chemijos nei biologijos jau nuo senovės vartojo kavos sėklas. Arabai ir Abisinai kavos medžio sėklas, kaip gaivinančia priemonę vartojo jau nuo IXa.12. Augalai turintys steroidinių grupės alkaloidųYra žinoma virš 100 struktūrinių steroidinių alkaloidų. Daugiausiai jų yra bulvinių (Salanaceoe), stepukinių (Apocynaaceae), lelijinių (Lialiacea) šeimų augaluose. Steroidiniai alkaloidai yra žaliava steroidinių hormonų gamybai.Lobelio čemerys ( Veratrum lobelianum) tai daugiametis žolinis augalas, paplitęs Sibire, Kaukaze. Žaliava gaunama iš šaknų, kuriose yra apie 2.4% alkaloidų ir iš stiebų, kuriuose yra apie 1.3% alkaloidų. Išskirta steroidinių alkaloidų jervino, pseudojervino ir rubijervino. Čemerio alkaloidai yra nuodingi, todėl medicinoje nevartojami. Čemerio rūgšties ekstraktas vartojamas utėlėms ir galvijų inkštirams naikinti.Paukštinė bulvė ( Solanum laciniatum ) tai stambus, daugiametis augalas, paplitęs Anglijoje, Naujoje Zelandijoje. Augalas turi du tipus alkaloidų, kurie yra artimi vienas kitam, tai yra solasonima ir solamargina. Jie randami lapuose – apie 2.5%, stiebuose – 0.3%, šaknyse – 1% ir neprinokusiuose vaisiuose – 6%. Šio augalo alkaloidai yra naudojami progesterone sintezei.
IšvadaAlkaloidai sudaro didelę grupė skirtingos cheminės struktūros junginių, kurie gali sukelti įvairių farmakologinių efektų. Alkaloidų atradimas padarė dideli žingsnį medicinos pasaulyje. Kaip sakė vienas mokslininkas: „ Vaistas nuo nuodo skiriasi tik doze”. Alkaloidų atradimas pražudė ir išgelbėjo daugelio žmonių gyvybių.
Literatūra1. http://martin.cm.utexas.edu/martin/alkaloids.html2. www.alkaloids.org3. http://www.people.vcu.edu/~asheden/alkaloids.html4. www.botanical-online.com5. www.psychedelics.com6. www.ansci.cornell.edu/plants/toxicagents/steroid.html7. www.pharmacology.com8. D. Baranauskaite, J. Remeikiene „ Farmakognozija”9. Informacinis leidinys „Augalų, sintezuojančių nuodingus alkaloidus, klasifikacija ir toksikologinė reikšmė”10. „Rozprawy Uniwersytetu Warszawskiego” Synteza i stereochemia prekursorów do totalnych syntez alkaloidów oraz badania strukturalne niektórych produktów pochodzenia naturalnego