Алкалоиды: что это такое
Еще тысячелетия назад люди успешно использовали различные компоненты лекарственных растений для избавления от многочисленных болезней и снятия болей. Но заняться вплотную изучением и пониманием тех свойств, которые воздействуют на здоровье, человечество смогло лишь с начала XVII века. В то время произошел бурный всплеск развития химии, как отдельной науки.
Именно тогда ученые и обнаружили в потаенных уголках растительных организмом (а позднее и животных) органические азотосодержащие вещества, которые и обеспечивали некоторым растениям целебный эффект. В 1819 году данные соединения получили название алкалоиды. Это именно вещества, которые дают право растительным культурам называться «лекарственными». Дал такое название соединениям Вальтер Фриц Мейснер – известный ученый, врач и фармацевт.
Содержание
Что такое алкалоиды
Алкалоиды (или АЦС) – соединения органического типа, вырабатываемые растениям. Это щелочные вещества с очень сложной структурой. Но, несмотря на то что культуры, которые могут похвастаться данным богатством, относятся к категории «лекарственные», влияние алкалоидов на человеческий организм весьма неоднозначно. Они могут, как лечить, так и губить.
Химик, рассказывая о циклических соединениях, скажет про алкалоиды, что это такое органическое вещество, в состав которого включен азот. Причем азот встраивается в формулу АЦС по-разному, а вступая в различные реакции, такие соединения ведут себя как щелочи.
На данный момент счет разнообразным растительные органические биосоединениям перевалил уже за несколько десятков тысяч. Откуда взялось такое название? По своему поведению данная органика схожа с аммиачной щелочью, именно этот факт и подарил данную аббревиатуру (по латыни «щелочной» звучит как alkali).
Позднее, когда люди смогли научиться синтезировать АЦС искусственным путем, произошло разделение этих веществ на два типа:
- Натуральные.
- Синтетические.
Характеристика соединений
Все данные органические вещества обладают схожей структурой и химическими свойствами. Большинство из них имеют вид кристаллического порошка с горьким вкусом и без ярко выраженного аромата. Многие обладают желтоватым окрасом. Но среди них встречаются и АЦС, похожие по внешнему виду на тягучую маслянистую жидкость.
Учеными до сих пор не выяснено, для чего именно алкалоиды необходимы растениям, для каких целей растительные культуры их вырабатывают в своих клеточках.
Есть предположения, что таким образом растения защищают себя от поедания различными травоядными или же являются источником необходимого для роста азота. В растительном мире наиболее богаты на алкалоиды растения следующих классов:
- бобовые;
- маковые;
- лилейные;
- лютиковые;
- мареновые;
- пасленовые;
- сельдерейные;
- амариллисовые.
Считается, что если некая культура содержит в составе своего клеточного сока 1-2% алкалоидов, то концентрация в них АЦС считается высокой. А, например, в коре цинхоны (хинное дерево семейства мареновых) алкалоидов содержится 15-20%. АЦС могут быть распределены равномерно по всему растению или же сосредотачиваться в одной определенной части.
Также некоторые виды культур (например, раувольфия, опийный мак) способны включать одновременно несколько различных АЦС, другие обладают лишь одним типом. В накоплении данного биосоединения важную роль играют климатические факторы, при которых культуры произрастают.
Замечено, что наибольшим количесвтом алкалоидов обладают растения, растущие в тропическом и влажном климате.
Где используют АЦС
Органические щелочные соединения являются сырьем лекарственного направления. Его могут использовать как в чистом виде, так и перерабатывать. Полученное сырье идет на:
- Приготовление отваров и настоек в аптеках.
- Выделенные путем сложных химических реакций уходят на различные иные медицинские нужды.
- Изготовление галеновых препаратов (группа лекарств, в производстве которых используют растительное сырье).
Медицина
Фармацевтика на основе алкалоидов выпускает различные лекарства в виде драже, порошков, ампул и таблеток. В медицине также часто используют соли АЦС (эти вещества обладают высокой биодоступностью, то есть хорошо растворяются и легко проникают в клетки и ткани человеческого организма).
Из огромного разнообразия всех открытых алкалоидов только порядка 80 соединений нашли свое применение в фармакологической практике.
При работе с биоактивными соединениями, взятыми из ядовитых растений, очень важна грамотная их обработка и дозировка. Например, известно про алкалоид спорыньи, что это такое вещество, которое помогает повышать тонус матки, увеличивая ее сокращения, что очень важно для лечения некоторых гинекологических заболеваний. А сама спорынья является ядовитым паразитирующим грибом.
Известно множество случаев, когда токсичная, носящая в себе яд культура превращалась в полезное и нужно лекарство. АЦС способны вызвать многочисленные лекарственные эффекты, например:
- обезболивание (алкалоиды мака);
- купирование кровотечений (спорынья);
- повышение общего тонуса (какао, чайные листья и кофейные зерна);
- терапия сердечно-сосудистых и нервных патологий (эфедра, крестовник).
Алкалоиды – создания непредсказуемые и противоречивые. Они одновременно могут играть роль помощника и разрушителя. При этом избирательно воздействуя на тот или иной орган.
Растительные алкалоидные культуры и их производные
Но, в подавляющем большинстве случаев грамотно приготовленное даже самая ядовитая культура стараниями фармацевтов превращается в очень нужный препарат. Познакомьтесь лишь с небольшим списком алкалоидов и медикаментов, в которых их используют:
| Название культуры | Какой АЦС содержит | Свойства алкалоида | Какое лекарсвто изготавливают |
| плосколистный крестовник | сенецифиллин и платифиллин | седативное и спазмолитическое | Плавефин, Палюфин и Тепафиллин |
| красавка обыкновенная | белладонин и атропин | спазмолитическое, болеутоляющее, повышает активность, тонус, ускоряет функционирование ЦНС | Беллоид, Атропина сульфат, Бекарбон и Бесалол |
| белена черная (ядовита) | скополамин и гиосциамин | расслабление мускулатуры, учащение сердечного ритма | Астматин, масло белены для лечения невралгий, Салинимент, Капсин, Аэрон |
| термопсис ланцетный (ядовит) | производные хинолизидина (анагирин, термопсин, N-метилцитизин, пахикарпин и пр.) | возбуждение дыхательного центра, отхаркивающие | Цитинон, Термопсис, Табекс |
| стефания гладкая | стефарин (стефаглабрин), циклеанин, синоакутин, пальматин, коридин, ротундин | снотворное, спазмолитическое, гипотензивное, седативное | Стефаглабрина сульфат, Гиндарина гидрохлорид |
| мак снотворный (опийный) | кодеин, папаверин, морфин | болеутоляющий, угнетает рвотный, дыхательный и кашлевой центры мозга | Омнопон, Морфина гидрохлорид |
В фармацевтике АЦС из растительных культур получают различными способами. Чаще сырье измалывается и проводится через органические растворители. Затем, после очищения в полученное вещество добавляют различные кислоты. АЦС, вступая в химреакцию, преобразуются в соли и выпадают в осадок.
После чего полученные вещества промывают водой и дублируют цикл по несколько раз. Итогом становится чистое соединение, очищенное от различных примесей, обладающее высокой концентрированностью.
Алкалоиды в нашей жизни
Чай. Кто из нас не любит ароматный, бодрящий кофе и тонизирующий крепкий чай? Употребляя такие напитки ежедневно, многие даже и не задумываются, а каким образом они дарят бодрость и повышают тонус. Ответ прост – это кофеин, один из алкалоидов.
Чем ароматнее кофе или чай, тем больше биовеществ в них содержатся. И чем позже срок сбора чайных листьев, тем выше в них содержание АЦС. Существуют некоторые сорта, в которых кофеина даже больше, чем в кофе.
В среднем в чае содержание АЦС колеблется в районе 1—5%. Самый богатый на алкалоиды чай китайского производства, а самый слабый и менее тонизирующий – парагвайский, известный нам, как Матэ. А вот пакетированный чай содержит кофеина в очень малом количестве, его там практически нет.
Кстати, цвет нашего любимого чая совсем не зависит от уровня и концентрированности в нем алкалоидов. Настоящим источником тонизирующей энергии можно назвать чай зеленых сортов.
Кофе. Богатое содержание главного алкалоида кофе – кофеина дарит этому напитку такой знакомый чуть терпковато-горьковатый привкус. Кстати, в кофе разных сортов содержится не одинаковое количество алкалоида, а, следовательно, и разный уровень крепости и тонизирующих свойств. Сравните:
- Мокко: 160;
- Сантос: 160;
- Минас: 163;
- Перу: 170;
- Коста-Рика: 170;
- Мексиканский: 170;
- Арабика: 177;
- Никарагуа: 180;
- Камерун: 180;
- Гватемала: 187;
- Сальвадор: 187;
- Яванская Арабика: 187;
- Венесуэла: 192;
- Колумбия: 195;
- Кубинский: 195;
- Мелебер (Индия): 195;
- Гаитянский: 201;
- Робуста (Конго): 325;
- Робуста (Уганда): 325.
Данные взяты из расчета на одну стандартную чашку в 170 г. Количество кофеина указано в мг.
Кока-кола. Многие люди, особенно молодые, являются настоящими фанатами этого бодрящего и освежающего ароматного напитка. Кока-кола в своем составе содержит не только кофеин, она богата и на количество другого алкалоида – теобромина. Это соединение активизирует сердечную и ЦНС.
Формирование АЦС напрямую связано с разложением биоактивных аминокислот. Растительные культуры – основной, но не единственный источник активных органических соединений. Такой способностью славятся некоторые тропические лягушки. Даже человеческий организм вырабатывает гормональные вещества, схожие по своей природе с натуральными алкалоидами (это адреналин и серотонин).
Отравление АЦС
Алкалоиды проносят ощутимую и неоценимую пользу только в минимальной концентрации. А вот при увеличении дозы они становятся ядовитыми. Понятия алкалоид и интоксикация стоят в близком соседстве.
Опасность заключается и в том, что диагностировать сразу данное отравление сложно – АЦС действует избирательно и неизвестно, какой именно орган может пострадать.
Медики выделяют ряд симптомов, отмечая которые, можно заподозрить данную интоксикацию. Это следующие признаки:
- одышка;
- сухость кожи;
- изменения сознания;
- проблемы со зрением;
- тахикардия и аритмия;
- трудности при глотании;
- нарушения координации;
- лихорадочные состояния;
- появление галлюцинаций;
- расширение/сужение зрачков;
- развитие судорожного состояния;
- появление сильного возбуждения.
Причем отравиться алкалоидными веществами можно даже просто вдыхая их пары. Интоксицировать человека они могут и, попав на кожные покровы, особенно при наличии повреждений (раны, ссадины, порезы).
Лечение интоксикации
Отравления различными типами АЦС требует различного подхода в терапии отравлений. Медиками используются и разнообразные противоядия. Например:
| Отравляющее соединение | Симптоматика | Меры лечения |
| опий, морфин | слабость, сонливость, рвота, проблемы ЖКТ, сильное потоотделение, посинение кожи, замедление пульса | промывание желудка, используются растворы танина (0,5%) и марганцовки (0,1%), определенного противоядия не существует |
| атропин | тошнота, обильная рвота, головокружение, учащение пульса, расширение зрачков, покраснение кожи в виде пятен, бредовые состояния, сильное возбуждение | применение рвотных препаратов, промывание желудка танином (0,5%), введение антидота, использование средств, направленных на стимуляцию работы дыхательного центра |
| кофеин | бессонница, повышенное нервное возбуждение, тахикардия, болезненность грудины, судороги, учащенное мочеиспускание | промывание желудка, и пользование солевого слабительного, иногда применяют успокоительные препараты |
| стрихнин | судороги, которые резко сменяются на полное расслабление, летальный исход (при остановке дыхания от недостатка кислорода) | полное промывание желудка (под наркозом), применение солевого слабительного |
Человечество очень многое позаимствовало от матушки-природы. Алкалоиды в этом плане стоят на отдельном месте. Без данных соединений, люди вряд ли бы справились со многими опасными заболеваниями. Действие данных веществ уникально и многогранно.
Именно природа помогает в очередной раз выживать и выздоравливать, хорошо и крепко спать, ощущать себя бодрым и полным сил. Но шутить с данными веществами очень опасно. Всего крохотная передозировка – и вместо друга мы получаем ярого врага, способного покалечить или даже убить. Поэтому к алкалоидам и любого рода лекарствам следует относиться очень осторожно и принимать их только по предписанию врача.
