Od starověku lidé používali bylinné přísady ke zmírnění bolesti a zbavení se nemocí a neduhů. Studium složení složek, izolace těch sloučenin, které mají takový účinek, však bylo možné až s širokým a masivním rozvojem chemie jako vědy, tedy od 17. století.
Tehdy byly v útrobách rostlinných organismů a dnes již u některých zvířat objeveny organické sloučeniny obsahující dusík, které měly tak široký terapeutický účinek. Od roku 1819 je obecný název pro tuto skupinu látek alkaloidy. Navrhl W. Meisner, lékárník a lékař.
Co je to alkaloid?
V současnosti se uznává, že alkaloid je cyklická sloučenina obsahující jeden nebo více atomů dusíku v kruhu nebo postranním řetězci a díky své chemické povaze vykazuje vlastnosti slabé alkálie, jako je amoniak. Dříve bylo řečeno o definici těchto látek jakoderiváty dusíkaté báze pyridinu. Později však byla objevena řada sloučenin této skupiny, což ukázalo, že takový výklad není zcela správný a nepokrývá celou škálu alkaloidů.
Poprvé tuto látku získal a studoval v roce 1803 vědec Derson. Bylo to morfin, odvozený z opia. Následně, nezávisle na sobě, mnoho vědců objevilo řadu komplexních heterocyklických sloučenin z rostlinných materiálů. Vznikla tedy představa, že alkaloid je látka převážně přírodního původu. Tvoří se pouze v rostlinách.
Chemické složení molekul
Svou chemickou povahou jsou tyto látky organické sloučeniny obsahující dusík, které obsahují atomy dusíku ve složitých heterocyklech propojených různými typy vazeb a interakcí.
Z rostlin vynikají jako soli určitých kyselin:
- jablko;
- víno;
- oxalic;
- kyselina octová a další.
Pokud se od soli oddělí čistá látka, lze alkaloid získat ve formě pevného krystalického prášku nebo může být ve formě kapalné struktury (nikotin). V obou případech se jedná o alkalickou sloučeninu, která vykazuje odpovídající chemické vlastnosti.
To znamená, že chemie alkaloidů je známá a studovaná. Například byly identifikovány způsoby, kterými je lze izolovat z rostlinných materiálů. Jsou založeny na rozpustnosti solí alkaloidů ve vodě, protože ve své čisté formě jsou tyto sloučeniny téměř nerozpustné ve vodě, aledělat to dobře v organických rozpouštědlech.
Řada reakcí, kterými jsou tyto sloučeniny izolovány a studovány, se nazývá alkaloidní reakce.
- Srážky. Reakce založené na tvorbě nerozpustné soli alkaloidu, která se vysráží. Toho lze dosáhnout použitím následujících složek: tanin, kyselina pikrová, kyselina fosfowolframová nebo molybdenová.
- Srážky. Reakce založené na tvorbě komplexních komplexních solí za účasti alkaloidních sloučenin. Činidla: chlorid rtuťnatý, jodid draselný nebo vizmut.
- Obarvení. Během těchto reakcí se forma alkaloidu mění a stává se patrnou v celkovém složení. Principem účinku je účinek na heterocykly, vzhled barvy. Reagencie: kyselina dusičná, kyselina sírová, čerstvě vysrážený hydroxid měďnatý (II).
Barvící reakce často neposkytují přesné výsledky, protože heterocyklické složení alkaloidů je podobné složení proteinových molekul. Proto poskytují stejný účinek.
Klasifikace alkaloidů
Do jakých kategorií se dělí všechny známé sloučeniny této skupiny, určuje typ alkaloidu, jeho chemickou strukturu. Takovou klasifikaci vytvořil akademik A. P. Orekhov a je založena na typu a struktuře heterocyklu s atomy dusíku v nich.
- Pyrrolidin, pyrrolizidin a jejich deriváty. Do této skupiny patří takové alkaloidy jako platifillin, sarracin, senecifyllin a další. Struktura je založena na složitých pětičlenných heterocyklech spojených navzájem,které obsahují atom dusíku.
- Piperidin a pyridin, jejich deriváty. Zástupci: anabasin, lobelin. Základem jsou šestičlenné komplexní cykly s dusíkem.
- Chinolizidin a jeho sloučeniny. Do této skupiny patří: pahikarpin, thermopsin a další. Chemická báze v komplexních šestičlenných heterocyklech spojených navzájem a dusíkem.
- Deriváty chinolinu – chinin, echinopsin.
- Důležitou skupinou velmi rozšířených alkaloidů jsou isochinolinové sloučeniny. Salsalin, morfin a papaverin jsou široce používány v medicíně. Patří sem také alkaloidy v rostlinách dřišťálu, machka a vlaštovičník.
- Chemicky velmi složité deriváty tropanu - hyoscyamin, atropin, skopolamin. Struktura je reprezentována komplexně kondenzovanými, propletenými pyrrolidinovými a piperidinovými kruhy.
- Indol a jeho sloučeniny - reserpin, strychnin, vinblastin a další. Složitá kombinace pěti- a šestičlenných kruhů s atomy dusíku ve struktuře.
- Hlavním alkaloidem v potravinářském průmyslu a medicíně je kofein z čajových lístků a semen rostliny cola. Odkazuje na purinové deriváty - komplexní sloučeniny z různých heterocyklů a několika atomů dusíku ve složení.
- Efedrin a jeho sloučeniny - sférofyzin, kolchicin a kolchamin. Chemický název efedrinu, který odráží jeho složitou strukturu, je fenylmethylaminopropanol, komplexní organický aromatický alkohol.
- V poslední době je zvykem izolovat některé látky ze skupiny steroidů - kortikosteroidy a pohlavní hormony - na alkaloidy.
Fyzikální vlastnosti
Mezi hlavní vlastnosti této skupiny patří schopnost rozpouštět se v různých kapalinách a stav agregace za standardních podmínek.
Při pokojové teplotě je běžný alkaloid krystalická pevná látka. Barvy a vůně zpravidla nemají. Chuť je většinou nahořklá, svíravá, nepříjemná. Zobrazit optickou aktivitu v řešeních.
Některé z těchto látek jsou za standardních kapalných podmínek bezkyslíkaté alkaloidy, celkem asi 200 druhů. Například nikotin, pachykarpin, koniin.
Pokud mluvíme o rozpustnosti ve vodě, pak to zcela dokážou pouze kofein, efedrin, ergometrin. Zbývající zástupci této třídy sloučenin se rozpouštějí pouze v kapalných organických látkách (rozpouštědlech).
Působení na lidské tělo
Alkaloid je látka, která silně působí na lidský organismus a zvířata. Jaký je tento vliv?
- Obrovský vliv na nervový systém, zakončení nervových buněk, synapse, procesy neurotransmiterů. Různé skupiny alkaloidů působí na tyto části těla jako sedativa, psychotropní, reflexní, antitusická, stimulanty, narkotika, analgetika. Při správném použití pro léčebné účely, striktně dávkovaném a přesném, jsou tyto účinky příznivé. Nicméně sebemenší předávkování může vést k velmi vážným a smutným následkům.
- Akce na kardio-cévní systém - antiarytmikum, zlepšuje prokrvení, spazmolytikum, hypotenzní, choleretikum.
V případě nesprávného použití přípravků na bázi alkaloidů nebo nedodržení požadovaného dávkování mohou mít následující důsledky:
- zhoršené vidění, sluch;
- porucha dýchání, tíha na hrudi;
- závratě, nevolnost, zvracení;
- bleeding;
- sucho v ústech;
- prudké zvýšení nebo snížení krevního tlaku;
- těžká smrtelná otrava.
Významnou součástí alkaloidů v jejich fyziologických účincích na člověka jsou jedy, silné, způsobující křeče a smrt (strychnin, morfin, belladonnin). Druhou částí jsou omamné látky, které způsobují závislost. Psychologické, emocionální a fyzické (nikotin, kofein, kokain). Proto je třeba s těmito sloučeninami zacházet s extrémní opatrností a používat je pouze na doporučení a předpis lékaře.
Lékařské použití
V této oblasti jsou rostliny obsahující alkaloidy základem mnoha léků se širokým spektrem účinku, nebo naopak vysoce specializovaných. Na základě takových surovin se získávají svíčky, tinktury, tablety, roztoky ampulí. Akce je zaměřena na léčbu kardiovaskulárních onemocnění, dýchacích orgánů, nervového systému a zakončení, duševních poruch. Také k léčbě trávicího ústrojí, jako antikoncepce, při onkologických onemocněních, proodstranění závislosti na alkoholu a mnoha dalších oblastech.
Kde se v přírodě vyskytují alkaloidy?
V přírodních podmínkách obsahují alkaloidy léčivé byliny a rostliny. Dnes je známo asi 10 000 názvů těchto látek a téměř všechny jsou extrahovány právě z takových surovin.
Žádné alkaloidy nebyly nalezeny v částech hub, buňkách bakterií, řasách, ostnokožcích. Alkaloidové sloučeniny byly extrahovány z buněk některých zvířat, ale je jich velmi málo.
Ukazuje se tedy, že hlavním dodavatelem, nevyčerpatelným zdrojem těchto látek pro lékařské účely, lidský život a průmysl jsou rostliny obsahující alkaloidy.
Léčivé rostliny
Co jsou to za rostliny? Ve skutečnosti je jich příliš mnoho, než abychom je všechny zmínili. Můžete však uvést ty nejběžnější a nejčastěji používané lidmi.
- Husina ploskolistá - alkaloid platifillin a senecifylin - antispasmodický a sedativní účinek na organismus, používá se k tvorbě vhodných léků.
- Bladona obecná z čeledi Solanaceae. Velmi důležitá rostlina pro lékařství. Alkaloid belladonna je atropin a belladonin. Přípravky na bázi složek belladonny vzrušují centrální nervový systém, aktivují duševní a fyzickou aktivitu, zvyšují výkonnost a vytrvalost. Mají antispasmodické a analgetické účinky. Léčivé kapky, tinktury a čípky jsou založeny na extraktu této rostliny.
- Slepice černá. Plnějedovatá rostlina, všechny její části jsou nebezpečné. Alkaloidy - hyoscyamin a skopolamin. Používá se k léčbě neurologických onemocnění a mořské nemoci.
- Vlaštovičník velký. U nás velmi rozšířená rostlina. Obsahuje však alkaloidy chinolizidin, pachykarpin, saponin, termopsin a další. Při nesprávném použití je velmi jedovatý.
- Alkaloidy v rostlinách z čeledi Poppy se odhadují na dvě desítky. Jedná se o opium, morfin, narkotin, papaverin, thebain, kodein a další deriváty isochinolinu. Jejich činnost a význam zvážíme samostatně.
- Passiflora maso červené. Obsahuje řadu alkaloidů, deriváty indolu. Má silný sedativní účinek.
- Argot. K získání nejsilnějších alkaloidů se používají speciálně vytvořené kultury této parazitické houby, která ničí úrodu žita. Jedná se o ergotamin a ergometrin a dalších 18 odrůd. Používá se v lékařství (zejména v gynekologii).
- Rauwolfia serpentina - kořeny této rostliny obsahují více než 50 alkaloidů používaných k léčbě kardiovaskulárních onemocnění, včetně hypertenze.
Léčivé byliny a rostliny jsou velmi důležitou oblastí moderní medicíny. Většina léků je totiž syntetizována na bázi přírodních surovin. Používaly se již od starověku a pro dnešní lidi neztratily svůj význam. Naopak, postupem času se lidé stále více snaží objevovat a studovat složení takových rostlin, aby našli něco důležitého, něco, co pomůže vyřešit problém mnoha nevyléčitelných nemocí.
Nejběžnější alkaloid
Toto je derivát opia - kodein. Lze jej izolovat speciálními chemickými reakcemi z morfinu. Oproti posledně jmenovanému je bezpečnější při používání, jelikož je v akci měkký. Účinnost jako analgetikum, antitusikum a sedativum však není horší než účinnost morfia nebo opia samotného.
Drogy na bázi kodeinu jsou proto v medicíně velmi rozšířené a používají je lidé ze všech zemí. Jediným omezením je dávkování. Měl by být používán pouze na doporučení a pod dohledem lékaře.
Opium a jeho alkaloidy
Opiáty – tak je v medicíně a chemii zvykem nazývat všechny ty opiové alkaloidy, které z něj lze izolovat a na jeho základě syntetizovat. Jaká jsou tato spojení? Bohužel dnes o nich téměř každý slyší a ne vždy má dobrou pověst a najde důstojnou a správnou aplikaci. Jedná se o alkaloidy jako:
- morfin;
- papaverine;
- heroin;
- kodein.
V lékařství se tyto látky používají jako antitusika, léky proti bolesti, sedativa. Na základě kodeinu byla dokonce vytvořena řada léků proti nachlazení u dětí.
Sloučeniny jako opium a heroin se však nepoužívají pouze pro lékařské účely, ale také jako těžké omamné drogy. Způsobují strašnou závislost lidského těla a časem mohou způsobit vážné poškození zdraví, dokonce i lidských životů.
