Kopš seniem laikiem cilvēki ir izmantojuši augu izcelsmes sastāvdaļas, lai mazinātu sāpes un atbrīvotos no slimībām un kaitēm. Taču komponentu sastāva izpēte, to savienojumu izdalīšana, kuriem ir šāda iedarbība, kļuva iespējama tikai ar plašu un masīvu ķīmijas kā zinātnes attīstību, tas ir, sākot ar 17. gs.
Tieši toreiz augu organismu zarnās un šodien jau dažiem dzīvniekiem tika atklāti slāpekli saturoši organiskie savienojumi, kas deva tik plašu ārstniecisko efektu. Kopš 1819. gada šīs vielu grupas vispārējais nosaukums ir alkaloīdi. Ieteica V. Meisners, farmaceits un ārsts.
Kas ir alkaloīds?
Pašlaik tiek pieņemts, ka alkaloīds ir ciklisks savienojums, kas satur vienu vai vairākus slāpekļa atomus gredzenā vai sānu ķēdē, un tā ķīmiskā rakstura dēļ tam piemīt vāja sārma, piemēram, amonjaka, īpašības. Iepriekš tika teikts par šo vielu definīciju kāpiridīna slāpekļa bāzes atvasinājumi. Tomēr vēlāk tika atklāti vairāki šīs grupas savienojumi, kas parādīja, ka šāda interpretācija nav pilnīgi pareiza un neaptver visu alkaloīdu daudzveidību.
Pirmo reizi šo vielu ieguva un 1803. gadā pētīja zinātnieks Dersons. Tas bija morfīns, kas iegūts no opija. Pēc tam, neatkarīgi viens no otra, daudzi zinātnieki atklāja vairākus sarežģītus heterocikliskus savienojumus no augu materiāliem. Tāpēc radās doma, ka alkaloīds ir pārsvarā dabiskas izcelsmes viela. Veidojas tikai augos.
Molekulu ķīmiskais sastāvs
Pēc to ķīmiskās būtības šīs vielas ir slāpekli saturoši organiski savienojumi, kas satur slāpekļa atomus kompleksos heterociklos, kas ir savstarpēji saistīti ar dažāda veida saitēm un mijiedarbībām.
No augiem tie izceļas kā noteiktu skābju sāļi:
- ābols;
- vīns;
- skābeņskābe;
- etiķskābe un citi.
Ja tīru vielu atdala no sāls, tad alkaloīdu var iegūt cieta kristāliska pulvera veidā, vai arī tas var būt šķidras struktūras veidā (nikotīns). Abos gadījumos tas ir sārmains savienojums, kam piemīt atbilstošās ķīmiskās īpašības.
Tas ir, alkaloīdu ķīmija ir zināma un pētīta. Piemēram, ir noteiktas metodes, ar kurām tos var izolēt no augu materiāliem. To pamatā ir alkaloīdu sāļu šķīdība ūdenī, jo tīrā veidā šie savienojumi ūdenī gandrīz nešķīst, betlabi dariet to organiskajos šķīdinātājos.
Daudzas reakcijas, ar kurām šie savienojumi tiek izolēti un pētīti, tiek sauktas par alkaloīdu reakcijām.
- Nokrišņi. Reakcijas, kuru pamatā ir nešķīstoša alkaloīda sāls veidošanās, kas izgulsnējas. To var izdarīt, izmantojot šādus komponentus: tanīnu, pikrīnskābi, fosfotungstīnskābi vai molibdīnskābi.
- Nokrišņi. Reakcijas, kuru pamatā ir kompleksu kompleksu sāļu veidošanās ar alkaloīdu savienojumu piedalīšanos. Reaģenti: dzīvsudraba hlorīds, kālija jodīds vai bismuts.
- Krāsošana. Šo reakciju laikā alkaloīda forma mainās un kļūst pamanāma kopējā sastāvā. Darbības princips ir ietekme uz heterocikliem, krāsas izskats. Reaģenti: slāpekļskābe, sērskābe, tikko nogulsnēts vara (II) hidroksīds.
Bieži krāsošanas reakcijas nedod precīzus rezultātus, jo alkaloīdu heterocikliskais sastāvs ir līdzīgs olb altumvielu molekulu sastāvam. Tāpēc tie rada tādu pašu efektu.
Alkaloīdu klasifikācija
Kādās kategorijās tiek iedalīti visi zināmie šīs grupas savienojumi, nosaka alkaloīda veidu, tā ķīmisko struktūru. Šādu klasifikāciju izveidoja akadēmiķis A. P. Orehovs, un tās pamatā ir heterocikla veids un struktūra ar slāpekļa atomiem.
- Pirolidīns, pirolizidīns un to atvasinājumi. Šajā grupā ietilpst tādi alkaloīdi kā platifilīns, saracīns, senekifilīns un citi. Struktūras pamatā ir sarežģīti piecu locekļu heterocikli, kas savienoti viens ar otru,kas ietver slāpekļa atomu.
- Piperidīns un piridīns, to atvasinājumi. Pārstāvji: anabasīns, lobelīns. Pamatā ir sešu locekļu kompleksie cikli ar slāpekli.
- Hinolizidīns un tā savienojumi. Šajā grupā ietilpst: pahikarpīns, termopsīns un citi. Ķīmiskā bāze kompleksos sešu locekļu heterociklos, kas saistīti viens ar otru un slāpekli.
- Hinolīna atvasinājumi – hinīns, ehinopsīns.
- Svarīga ļoti izplatītu alkaloīdu grupa ir izohinolīna savienojumi. Salsalīnu, morfīnu un papaverīnu plaši izmanto medicīnā. Tas ietver arī alkaloīdus bārbeles augos, machka un strutene.
- Ķīmiski ļoti sarežģīti tropāna atvasinājumi - hiosciamīns, atropīns, skopolamīns. Struktūru attēlo sarežģīti kondensēti, savstarpēji savīti pirolidīna un piperidīna gredzeni.
- Indols un tā savienojumi - rezerpīns, strihnīns, vinblastīns un citi. Sarežģīta piecu un sešu locekļu gredzenu kombinācija ar slāpekļa atomiem struktūrā.
- Galvenais alkaloīds pārtikas rūpniecībā un medicīnā ir kofeīns no tējas lapām un kolas auga sēklām. Attiecas uz purīna atvasinājumiem - kompleksiem savienojumiem no dažādiem heterocikliem un vairākiem slāpekļa atomiem sastāvā.
- Efedrīns un tā savienojumi – sferofizīns, kolhicīns un kolhamīns. Efedrīna ķīmiskais nosaukums, kas atspoguļo tā sarežģīto struktūru, ir fenilmetilaminopropanols, komplekss organisks aromātisks spirts.
- Pēdējā laikā dažas steroīdu grupas vielas - kortikosteroīdus un dzimumhormonus - pieņemts izolēt alkaloīdos.
Fizikālās īpašības
Šīs grupas galvenās īpašības ietver spēju šķīst dažādos šķidrumos un agregācijas stāvokli standarta apstākļos.
Istabas temperatūrā parasts alkaloīds ir kristāliska cieta viela. Krāsām un smaržām, kā likums, nav. Garša pārsvarā ir rūgta, savelkoša, nepatīkama. Rādīt optisko aktivitāti risinājumos.
Dažas no šīm vielām standarta šķidruma apstākļos ir alkaloīdi, kas nesatur skābekli, kopā aptuveni 200 sugas. Piemēram, nikotīns, pahikarpīns, konīns.
Ja runājam par šķīdību ūdenī, tad to pilnībā spēj paveikt tikai kofeīns, efedrīns, ergometrīns. Pārējie šīs savienojumu klases pārstāvji šķīst tikai šķidrās organiskās vielās (šķīdinātājos).
Iedarbība uz cilvēka ķermeni
Alkaloīds ir viela, kas spēcīgi iedarbojas uz cilvēka organismu un dzīvniekiem. Kāda ir šī ietekme?
- Milzīga ietekme uz nervu sistēmu, nervu šūnu galiem, sinapsēm, neirotransmiteru procesiem. Dažādas alkaloīdu grupas iedarbojas uz šīm ķermeņa daļām kā sedatīvi, psihotropi, refleksi, pretklepus, stimulanti, narkotiskās zāles, pretsāpju līdzekļi. Pareizi lietojot medicīniskiem nolūkiem, stingri dozējot un precīzi, šie efekti ir labvēlīgi. Tomēr mazākā pārdozēšana var izraisīt ļoti nopietnas un skumjas sekas.
- Darbība uz kardio-asinsvadu sistēma - antiaritmisks, uzlabo asins piegādi, spazmolītisks, hipotensīvs, holērisks.
Gadījumā, ja preparāti uz alkaloīdu bāzes tiek lietoti neatbilstoši vai neievērojot nepieciešamo devu, ir iespējamas šādas sekas:
- redzes, dzirdes traucējumi;
- elpošanas traucējumi, smaguma sajūta krūtīs;
- reibonis, slikta dūša, vemšana;
- asiņošana;
- sausa mute;
- asinsspiediena straujš paaugstināšanās vai pazemināšanās;
- smaga, letāla saindēšanās.
Ievērojama daļa alkaloīdu fizioloģiskajā iedarbībā uz cilvēku ir indes, spēcīgas, izraisot krampjus un nāvi (strichnīns, morfīns, belladonīns). Otra daļa ir narkotiskie savienojumi, kas izraisa atkarību. Psiholoģiskā, emocionālā un fiziskā (nikotīns, kofeīns, kokaīns). Tādēļ ar šiem savienojumiem jārīkojas ļoti piesardzīgi un tie jālieto tikai pēc ārsta ieteikuma un receptes.
Medicīnas lietošanai
Šajā jomā alkaloīdus saturoši augi ir pamats daudzām zālēm ar plašu darbības spektru vai, gluži otrādi, ļoti specializētām zālēm. Uz šādu izejvielu pamata iegūst sveces, tinktūras, tabletes, ampulu šķīdumus. Darbība ir vērsta uz sirds un asinsvadu slimību, elpošanas orgānu, nervu sistēmas un galu, garīgo traucējumu ārstēšanu. Arī gremošanas sistēmas ārstēšanai, kā kontracepcijas līdzekļi, pret onkoloģiskām kaitēm, paralkohola atkarības un daudzu citu jomu likvidēšana.
Kur dabā ir sastopami alkaloīdi?
Dabiskos apstākļos alkaloīdi satur ārstniecības augus un augus. Mūsdienās ir zināmi aptuveni 10 000 šo vielu nosaukumu, un gandrīz visas tās ir iegūtas tieši no šādām izejvielām.
Sēnīšu daļās, baktēriju šūnās, aļģēs, adatādaiņiem alkaloīdi netika atrasti. Alkaloīdu savienojumi ir iegūti no dažu dzīvnieku šūnām, taču to ir ļoti maz.
Tādējādi izrādās, ka galvenais šo vielu piegādātājs, neizsmeļams avots medicīniskiem nolūkiem, cilvēku dzīvībai un rūpniecībai ir alkaloīdus saturoši augi.
Ārstniecības augi
Kas ir šie augi? Patiesībā to ir pārāk daudz, lai tos visus pieminētu. Tomēr jūs varat nosaukt visbiežāk sastopamos un biežāk lietotos cilvēkus.
- Zosābele plakanlapa - alkaloīds platifilīns un senefilīns - spazmolītiska un nomierinoša iedarbība uz organismu, izmanto atbilstošu medikamentu radīšanai.
- Parastā belladonna no Solanaceae dzimtas. Ļoti svarīgs ārstniecības augs. Belladonna alkaloīds ir atropīns un belladonīns. Preparāti, kuru pamatā ir belladonna komponenti, uzbudina centrālo nervu sistēmu, aktivizē garīgo un fizisko aktivitāti, palielina efektivitāti un izturību. Viņiem ir spazmolītiska un pretsāpju iedarbība. Ārstniecisko pilienu, tinktūru un svecīšu pamatā ir šī auga ekstrakts.
- Melnā vista. Pilnībāindīgs augs, visas tā daļas ir bīstamas. Alkaloīdi - hiosciamīns un skopolamīns. Lieto neiroloģisko slimību un jūras slimību ārstēšanai.
- Trutene liela. Mūsu valstī ļoti izplatīts augs. Tomēr tas satur alkaloīdus hinolizidīnu, pahikarpīnu, saponīnu, termopsīnu un citus. Ļoti indīgs, ja to lieto nepareizi.
- Alkaloīdu daudzums Magoņu dzimtas augos tiek lēsts divos desmitos. Tie ir opijs, morfīns, narkotīns, papaverīns, tebaīns, kodeīns un citi izohinolīna atvasinājumi. Mēs izskatīsim to darbību un nozīmi atsevišķi.
- Passiflora gaļas sarkanā krāsā. Satur vairākus alkaloīdus, indola atvasinājumus. Ir spēcīga nomierinoša iedarbība.
- Argots. Spēcīgāko alkaloīdu iegūšanai tiek izmantotas īpaši izveidotas šīs parazitārās sēnes kultūras, kas iznīcina rudzu ražu. Tie ir ergotamīns un ergometrīns, kā arī vēl 18 šķirnes. Izmanto medicīnā (īpaši ginekoloģijā).
- Rauwolfia serpentina - šī auga saknes satur vairāk nekā 50 alkaloīdus, ko izmanto sirds un asinsvadu slimību, tostarp hipertensijas, ārstēšanai.
Ārstniecības augi un augi ir ļoti svarīga mūsdienu medicīnas joma. Galu galā lielākā daļa narkotiku tiek sintezētas, pamatojoties uz dabīgām izejvielām. Tie ir izmantoti kopš seniem laikiem un nav zaudējuši savu nozīmi mūsdienu cilvēkiem. Gluži pretēji, laika gaitā cilvēki arvien vairāk cenšas atklāt un pētīt šādu augu sastāvu, lai atrastu kaut ko svarīgu, kaut ko, kas palīdzētu atrisināt daudzu neārstējamu slimību problēmu.
Visizplatītākais alkaloīds
Šis ir opija atvasinājums – kodeīns. To var izolēt ar īpašām ķīmiskām reakcijām no morfija. Salīdzinot ar pēdējo, to ir drošāk lietot, jo tas ir mīksts darbībā. Tomēr pretsāpju, pretklepus un nomierinoša līdzekļa efektivitāte nav sliktāka par paša morfija vai opija efektivitāti.
Tādēļ zāles uz kodeīna bāzes ir ļoti izplatītas medicīnā, un tās lieto visu valstu iedzīvotāji. Vienīgais ierobežojums ir deva. To drīkst lietot tikai pēc ārsta ieteikuma un viņa uzraudzībā.
Opijs un tā alkaloīdi
Opiāti - tātad medicīnā un ķīmijā ir pieņemts saukt visus tos opija alkaloīdus, kurus no tā var izolēt un uz tā bāzes sintezēt. Kādi ir šie savienojumi? Diemžēl šodien gandrīz visi par tiem dzird, un ne vienmēr viņiem ir laba reputācija un viņi atrod cienīgu, pareizu pielietojumu. Tie ir alkaloīdi, piemēram:
- morfīns;
- papaverīns;
- heroīns;
- kodeīns.
Medicīnā šīs vielas izmanto kā pretklepus līdzekļus, pretsāpju līdzekļus, nomierinošus līdzekļus. Pamatojoties uz kodeīnu, ir izveidotas vairākas zāles pat bērnu saaukstēšanās ārstēšanai.
Tomēr tādus savienojumus kā opijs un heroīns izmanto ne tikai medicīniskiem nolūkiem, bet arī kā smagas apreibinošas narkotikas. Tie rada briesmīgu cilvēka ķermeņa atkarību un laika gaitā var nodarīt nopietnu kaitējumu veselībai, pat cilvēku dzīvībai.
