Още от древни времена хората са използвали билкови съставки, за да облекчат болката и да се отърват от болести и неразположения. Изучаването на компонентния състав, изолирането на тези съединения, които имат такъв ефект, обаче става възможно само с широкото и масово развитие на химията като наука, тоест от 17-ти век.
Тогава в недрата на растителните организми, а днес вече в някои животни, бяха открити азот-съдържащи органични съединения, които дадоха толкова широк терапевтичен ефект. От 1819 г. общото име на тази група вещества е алкалоиди. Предложено от W. Meisner, фармацевт и лекар.
Какво е алкалоид?
Понастоящем се приема, че алкалоидът е циклично съединение, съдържащо един или повече азотни атома в пръстена или страничната верига и поради своята химическа природа проявява свойствата на слаба алкална основа, като амоняка. По-рано беше казано за определението на тези вещества катопроизводни на азотната основа на пиридина. По-късно обаче бяха открити редица съединения от тази група, което показа, че подобно тълкуване не е напълно правилно и не обхваща цялото разнообразие от алкалоиди.
За първи път това вещество е получено и изследвано през 1803 г. от учения Дерсън. Беше морфин, извлечен от опиум. Впоследствие, независимо един от друг, много учени откриха редица сложни хетероциклични съединения от растителни материали. Така че имаше идея, че алкалоидът е вещество с предимно естествен произход. Образува се само в растения.
Химичен състав на молекулите
По своята химическа природа тези вещества са азот-съдържащи органични съединения, които съдържат азотни атоми в сложни хетероцикли, свързани помежду си чрез различни видове връзки и взаимодействия.
От растенията те се открояват като соли на определени киселини:
- ябълка;
- вино;
- оксал;
- оцетна киселина и други.
Ако чистото вещество се отдели от солта, тогава алкалоидът може да се получи под формата на твърд кристален прах или може да бъде под формата на течна структура (никотин). И в двата случая това е алкално съединение, което проявява съответните химични свойства.
Тоест, химията на алкалоидите е известна и проучена. Например, идентифицирани са методи, чрез които те могат да бъдат изолирани от растителни материали. Те се основават на разтворимостта на алкалоидни соли във вода, тъй като в чистата си форма тези съединения са почти неразтворими във вода, нонаправете го добре в органични разтворители.
Много реакции, чрез които тези съединения се изолират и изследват, се наричат алкалоидни реакции.
- Валежи. Реакции, базирани на образуването на неразтворима алкалоидна сол, която се утаява. Това може да стане с помощта на следните компоненти: танин, пикринова киселина, фосфоволфрамова или молибдинова киселина.
- Валежи. Реакции, основани на образуването на сложни комплексни соли с участието на алкалоидни съединения. Реагенти: живачен хлорид, калиев йодид или бисмут.
- Оцветяване. По време на тези реакции формата на алкалоида се променя и той става забележим в общия състав. Принципът на действие е ефектът върху хетероцикли, появата на цвят. Реагенти: азотна киселина, сярна киселина, прясно утаен меден (II) хидроксид.
Често реакциите на оцветяване не дават точни резултати, тъй като хетероцикличният състав на алкалоидите е подобен на този на протеиновите молекули. Следователно те дават същия ефект.
Класификация на алкалоидите
На какви категории са разделени всички известни съединения от тази група, определя вида на алкалоида, неговата химическа структура. Такава класификация е създадена от акад. А. П. Орехов и се основава на типа и структурата на хетероцикъла с азотни атоми в тях.
- Пиролидин, пиролизидин и техните производни. Тази група включва такива алкалоиди като платифилин, сарацин, сенецилилин и други. Структурата се основава на сложни петчленни хетероцикли, свързани един с друг,които включват азотен атом.
- Пиперидин и пиридин, техните производни. Представители: анабазин, лобелин. Основата са шестчленни сложни цикли с азот.
- Хинолизидин и неговите съединения. Тази група включва: пахикарпин, термопсин и други. Химическата основа в сложни шестчленни хетероцикли, свързани един с друг и азот.
- Хинолинови производни - хинин, ехинопсин.
- Важна група от много често срещани алкалоиди са изохинолиновите съединения. Салсалин, морфин и папаверин се използват широко в медицината. Това включва и алкалоиди в растенията от берберис, мачка и жълтурчета.
- Химически много сложни тропанови производни - хиосциамин, атропин, скополамин. Структурата е представена от сложно кондензирани, преплетени пиролидинови и пиперидинови пръстени.
- Индол и неговите съединения - резерпин, стрихнин, винбластин и др. Сложна комбинация от пет- и шест-членни пръстени с азотни атоми в структурата.
- Основният алкалоид в хранителната индустрия и медицината е кофеинът от чаените листа и семената на растението кола. Отнася се до пуринови производни - комплексни съединения от различни хетероцикли и няколко азотни атома в състава.
- Ефедрин и неговите съединения - сферофизин, колхицин и колхамин. Химичното наименование на ефедрина, отразяващо неговата сложна структура, е фенилметиламинопропанол, сложен органичен ароматен алкохол.
- Напоследък е прието някои вещества от стероидната група - кортикостероиди и полови хормони - да се изолират в алкалоиди.
Физически свойства
Основните свойства на тази група включват способността за разтваряне в различни течности и състоянието на агрегатиране при стандартни условия.
При стайна температура обичайният алкалоид е кристално твърдо вещество. Цветове и миризми, като правило, нямат. Вкусът е предимно горчив, стипчив, неприятен. Показване на оптична активност в решенията.
Някои от тези вещества при стандартни течни условия са безкислородни алкалоиди, общо около 200 вида. Например никотин, пахикарпин, кониин.
Ако говорим за разтворимост във вода, тогава само кофеин, ефедрин, ергометрин могат да направят това напълно. Останалите представители на този клас съединения се разтварят само в течни органични вещества (разтворители).
Действие върху човешкото тяло
Алкалоидът е вещество, което има силен ефект върху човешкото тяло и животните. Какво е това влияние?
- Огромно въздействие върху нервната система, нервните клетъчни окончания, синапсите, невротрансмитерните процеси. Различни групи алкалоиди действат върху тези части на тялото като успокоителни, психотропни, рефлекторни, противокашлични, стимуланти, наркотични лекарства, аналгетици. Когато се използва правилно за медицински цели, стриктно дозирано и точно, тези ефекти са полезни. Въпреки това, най-малкото предозиране може да доведе до много сериозни и тъжни последици.
- Действие върху кардио-съдова система - антиаритмично, подобрява кръвоснабдяването, спазмолитично, хипотензивно, холеретично.
В случай, че препарати на базата на алкалоиди се използват неправилно или без спазване на необходимата дозировка, са възможни следните последици:
- увредено зрение, слух;
- нарушение на дишането, тежест в гърдите;
- замаяност, гадене, повръщане;
- кървене;
- сухота в устата;
- рязко повишаване или понижаване на кръвното налягане;
- тежко фатално отравяне.
Значителна част от алкалоидите в тяхното физиологично въздействие върху хората са отрови, силни, причиняващи конвулсии и смърт (стрихнин, морфин, беладонин). Другата част са наркотични съединения, които предизвикват пристрастяване. Психологически, емоционални и физически (никотин, кофеин, кокаин). Следователно с тези съединения трябва да се работи изключително внимателно и да се използват само по съвет и предписание на лекар.
Медицинска употреба
В тази област растенията, съдържащи алкалоиди, са в основата на много лекарства с широк спектър на действие или, обратно, високоспециализирани такива. На базата на такива суровини се получават свещи, тинктури, таблетки, ампулни разтвори. Действието е насочено към лечение на сърдечно-съдови заболявания, дихателни органи, нервна система и окончания, психични разстройства. Също така за лечение на храносмилателната система, като контрацептиви, за онкологични заболявания, запремахване на алкохолната зависимост и много други области.
Къде се намират алкалоидите в природата?
В естествени условия алкалоидите съдържат лечебни билки и растения. Днес са известни около 10 000 имена на тези вещества и почти всички от тях се извличат точно от такива суровини.
Не са открити алкалоиди в части от гъбички, клетки на бактерии, водорасли, бодлокожи. Алкалоидни съединения са извлечени от клетките на някои животни, но има много малко от тях.
Така се оказва, че основният доставчик, неизчерпаем източник на тези вещества за медицински цели, човешки живот и промишленост са растенията, съдържащи алкалоиди.
Лечебни растения
Какви са тези растения? Всъщност има твърде много, за да ги спомена всички. Можете обаче да посочите най-често срещаните и често използвани от човека.
- Гъши кантар плосък - алкалоид платифилин и сенефилин - спазмолитичен и успокояващ ефект върху организма, използван за създаване на подходящи лекарства.
- Обикновената беладона от семейство Solanaceae. Много важно растение за медицината. Алкалоидът на беладона е атропин и беладонин. Препаратите на базата на компоненти на беладона възбуждат централната нервна система, активират умствената и физическата активност, повишават работоспособността и издръжливостта. Те имат спазмолитичен и аналгетичен ефект. Лечебните капки, тинктури и супозитории са базирани на екстракт от това растение.
- Черна кокошка белена. Напълноотровно растение, всички негови части са опасни. Алкалоиди - хиосциамин и скополамин. Използва се за лечение на неврологични заболявания и морска болест.
- Челандин голям. Много разпространено растение у нас. Съдържа обаче алкалоиди хинолизидин, пахикарпин, сапонин, термопсин и др. Много отровен, ако се използва неправилно.
- Алкалоидите в растенията от семейство Мак се оценяват на две дузини. Това са опиум, морфин, наркотин, папаверин, тебаин, кодеин и други изохинолинови производни. Ще разгледаме тяхното действие и значение поотделно.
- Пасифлора месо червено. Съдържа редица алкалоиди, производни на индола. Има силен седативен ефект.
- Арго. За получаване на най-силните алкалоиди се използват специално създадени култури от тази паразитна гъба, която унищожава ръжените култури. Това са ерготамин и ергометрин, както и още 18 разновидности. Използва се в медицината (особено в гинекологията).
- Rauwolfia serpentina - корените на това растение съдържат повече от 50 алкалоида, използвани за лечение на сърдечно-съдови заболявания, включително хипертония.
Лечебните билки и растения са много важна област на съвременната медицина. В крайна сметка повечето от лекарствата се синтезират на базата на естествени суровини. Те са били използвани от древността и не са загубили своята актуалност за хората днес. Напротив, с течение на времето хората все повече се стремят да откриват и изучават състава на такива растения, за да открият нещо важно, нещо, което ще помогне за решаването на проблема с много нелечими болести.
Най-често срещаният алкалоид
Това е производното на опиума - кодеин. Може да се изолира чрез специални химични реакции от морфин. В сравнение с последния, той е по-безопасен за използване, тъй като е мек в действие. Въпреки това, ефективността като аналгетик, антитусивно, успокоително средство не е по-лоша от тази на самия морфин или опиум.
Следователно лекарствата на базата на кодеин са много разпространени в медицината и се използват от хора от всички страни. Единственото ограничение е дозировката. Трябва да се използва само по препоръка и под наблюдението на лекар.
Опиум и неговите алкалоиди
Опиати - така в медицината и химията е прието да се наричат всички онези опиуми алкалоиди, които могат да бъдат изолирани от него и синтезирани на негова основа. Какви са тези връзки? За съжаление днес почти всеки чува за тях и не винаги има добра репутация и намира достойно, правилно приложение. Това са алкалоиди като:
- морфин;
- папаверин;
- хероин;
- кодеин.
В медицината тези вещества се използват като противокашлични, болкоуспокояващи, успокоителни. На базата на кодеин дори са създадени редица лекарства за настинка при деца.
Въпреки това, съединения като опиум и хероин се използват не само за медицински цели, но и като тежки упойващи наркотици. Те причиняват ужасна зависимост на човешкото тяло и с течение на времето могат да причинят сериозни вреди на здравето, дори на живота на хората.
