Iidsetest aegadest peale on inimesed valu leevendamiseks ning haigustest ja vaevustest vabanemiseks kasutanud taimseid koostisosi. Komponentide koostise uurimine, nende ühendite eraldamine, millel on selline toime, sai aga võimalikuks alles keemia kui teaduse laialdase ja massilise arenguga, st alates 17. sajandist.
Just siis taimeorganismide ja tänapäeval juba mõne looma soolestikus avastati lämmastikku sisaldavad orgaanilised ühendid, mis andsid nii laia ravitoime. Alates 1819. aastast on selle ainerühma üldnimetus alkaloidid. Soovitanud W. Meisner, apteeker ja arst.
Mis on alkaloid?
Praegu on aktsepteeritud, et alkaloid on tsükliline ühend, mis sisaldab tsüklis või kõrvalahelas ühte või mitut lämmastikuaatomit ja millel on oma keemilise olemuse tõttu nõrga leelise, näiteks ammoniaagi omadused. Varem räägiti nende ainete määratlusest kuipüridiini lämmastikaluse derivaadid. Hiljem avastati aga mitmeid selle rühma ühendeid, mis näitasid, et selline tõlgendus ei ole täiesti õige ega hõlma kõiki alkaloide.
Esimest korda hankis ja uuris seda ainet 1803. aastal teadlane Derson. See oli oopiumist saadud morfiin. Seejärel avastasid paljud teadlased üksteisest sõltumatult taimsetest materjalidest mitmeid keerulisi heterotsüklilisi ühendeid. Nii tekkis idee, et alkaloid on valdav alt loodusliku päritoluga aine. Moodustub ainult taimedes.
Molekulide keemiline koostis
Oma keemilise olemuse poolest on need ained lämmastikku sisaldavad orgaanilised ühendid, mis sisaldavad lämmastikuaatomeid keerulistes heterotsüklites, mis on omavahel ühendatud erinevat tüüpi sidemete ja vastastikmõjudega.
Taimedelt paistavad nad silma teatud hapete sooladena:
- õun;
- vein;
- oksaalhape;
- äädikhape ja teised.
Kui puhas aine eraldada soolast, siis võib alkaloidi saada tahke kristalse pulbrina või vedela struktuurina (nikotiin). Mõlemal juhul on tegemist leeliselise ühendiga, millel on vastavad keemilised omadused.
See tähendab, et alkaloidide keemia on teada ja uuritud. Näiteks on kindlaks tehtud meetodid, mille abil saab neid taimsetest materjalidest eraldada. Need põhinevad alkaloidsoolade lahustuvusel vees, kuna puhtal kujul on need ühendid vees peaaegu lahustumatud, kuidtee seda hästi orgaanilistes lahustites.
Mitmeid reaktsioone, mille abil neid ühendeid eraldatakse ja uuritakse, nimetatakse alkaloidreaktsioonideks.
- Sademed. Reaktsioonid, mis põhinevad lahustumatu alkaloidsoola moodustumisel, mis sadestub. Seda saab teha järgmiste komponentide abil: tanniin, pikriinhape, fosfovolfram- või molübdeenhape.
- Sademed. Reaktsioonid, mis põhinevad komplekssete komplekssoolade moodustumisel alkaloidühendite osalusel. Reaktiivid: elavhõbekloriid, kaaliumjodiid või vismut.
- Värvimine. Nende reaktsioonide käigus muutub alkaloidi vorm ja see muutub üldises koostises märgatavaks. Toimepõhimõte on mõju heterotsüklitele, värvi välimus. Reaktiivid: lämmastikhape, väävelhape, värskelt sadestatud vask(II)hüdroksiid.
Sageli ei anna värvimisreaktsioonid täpseid tulemusi, kuna alkaloidide heterotsükliline koostis on sarnane valgumolekulide omaga. Seetõttu annavad need sama efekti.
Alkaloidide klassifikatsioon
Millistesse kategooriatesse kõik selle rühma teadaolevad ühendid jagunevad, määrab alkaloidi tüübi, selle keemilise struktuuri. Sellise klassifikatsiooni lõi akadeemik A. P. Orehhov ja see põhineb lämmastikuaatomeid sisaldava heterotsükli tüübil ja struktuuril.
- Pürrolidiin, pürrolidiin ja nende derivaadid. Sellesse rühma kuuluvad sellised alkaloidid nagu platifilliin, saratsiin, senetsfülliin ja teised. Struktuur põhineb keerukatel viieliikmelistel heterotsüklitel, mis on omavahel ühendatud,mis sisaldavad lämmastikuaatomit.
- Piperidiin ja püridiin, nende derivaadid. Esindajad: anabasiin, lobeliin. Aluseks on kuueliikmelised komplekstsüklid lämmastikuga.
- Kinolisidiin ja selle ühendid. Sellesse rühma kuuluvad: pahikarpiin, termopsiin ja teised. Keemiline alus komplekssetes kuueliikmelistes heterotsüklites, mis on omavahel seotud ja lämmastikuga.
- Kinoliini derivaadid – kiniin, ehhinopsiin.
- Oluline rühm väga levinud alkaloide on isokinoliinühendid. Salsaliini, morfiini ja papaveriini kasutatakse laialdaselt meditsiinis. See hõlmab ka lodjapuu taimede alkaloide, machka ja vereurmarohi.
- Keemiliselt väga keerulised tropaani derivaadid – hüostsüamiin, atropiin, skopolamiin. Struktuuri esindavad keeruk alt kondenseerunud, omavahel põimunud pürrolidiini- ja piperidiinitsüklid.
- Indool ja selle ühendid – reserpiin, strühniin, vinblastiin jt. Keeruline kombinatsioon viie- ja kuueliikmelistest tsüklitest, mille struktuuris on lämmastikuaatomid.
- Peamine alkaloid toiduainetööstuses ja meditsiinis on teelehtedest ja koolataimede seemnetest saadav kofeiin. Viitab puriini derivaatidele – kompleksühenditele erinevatest heterotsüklitest ja mitmest koostises olevast lämmastikuaatomist.
- Efedriin ja selle ühendid – sferofüsiin, kolhitsiin ja kolhamiini. Efedriini keemiline nimetus, mis peegeldab selle keerulist struktuuri, on fenüülmetüülaminopropanool, kompleksne orgaaniline aromaatne alkohol.
- Viimasel ajal on tavaks eraldada mõned steroidide rühma ained – kortikosteroidid ja suguhormoonid – alkaloidideks.
Füüsikalised omadused
Selle rühma peamised omadused hõlmavad võimet lahustuda erinevates vedelikes ja agregatsiooni olekut standardtingimustes.
Toatemperatuuril on tavaline alkaloid kristalne tahke aine. Värve ja lõhnu reeglina ei ole. Maitse on enamasti kibe, kokkutõmbav, ebameeldiv. Näita lahendustes optilist aktiivsust.
Mõned neist ainetest on standardsetes vedelates tingimustes hapnikuvabad alkaloidid, kokku umbes 200 liiki. Näiteks nikotiin, pahhükarpiin, koniin.
Kui me räägime vees lahustuvusest, siis ainult kofeiin, efedriin, ergometriin suudavad seda täielikult teha. Ülejäänud selle ühendite klassi esindajad lahustuvad ainult vedelates orgaanilistes ainetes (lahustites).
Toime inimkehale
Alkaloid on aine, millel on tugev mõju inimorganismile ja loomadele. Mis see mõju on?
- Tohutu mõju närvisüsteemile, närvirakkude lõppudele, sünapsidele, neurotransmitterite protsessidele. Erinevad alkaloidide rühmad toimivad nendele kehaosadele rahustite, psühhotroopsete, refleks-, köhavastaste, stimulantide, narkootiliste, valuvaigistitena. Kui seda kasutatakse õigesti meditsiinilistel eesmärkidel, rangelt doseerides ja täpselt, on need mõjud kasulikud. Väikseimgi üleannustamine võib aga viia väga tõsiste ja kurbade tagajärgedeni.
- Tegevus kardio-veresoonkond – antiarütmiline, verevarustust parandav, spasmolüütiline, hüpotensiivne, kolereetiline.
Juhul, kui alkaloidipõhiseid preparaate kasutatakse sobimatult või ei järgita nõutavat annust, on võimalikud järgmised tagajärjed:
- nägemis-, kuulmiskahjustus;
- hingamishäire, raskustunne rinnus;
- pearinglus, iiveldus, oksendamine;
- verejooks;
- suukuivus;
- vererõhu järsk tõus või langus;
- raske surmaga lõppev mürgistus.
Märkimisväärne osa alkaloididest oma füsioloogilise toimega inimestele on mürgid, tugevad, põhjustavad krampe ja surma (strühniin, morfiin, belladonniin). Teine osa on narkootilised ühendid, mis tekitavad sõltuvust. Psühholoogiline, emotsionaalne ja füüsiline (nikotiin, kofeiin, kokaiin). Seetõttu tuleb neid ühendeid käsitseda äärmise ettevaatusega ning kasutada ainult arsti nõuannete ja ettekirjutuste alusel.
Meditsiiniline kasutamine
Selles piirkonnas on alkaloide sisaldavad taimed aluseks paljudele laia toimespektriga ravimitele või, vastupidi, väga spetsiifilistele ravimitele. Selliste toorainete põhjal saadakse küünlad, tinktuurid, tabletid, ampullilahused. Tegevus on suunatud südame-veresoonkonna haiguste, hingamisteede, närvisüsteemi ja -lõpmete, vaimsete häirete ravile. Samuti seedesüsteemi raviks, rasestumisvastaste vahenditena, onkoloogiliste vaevuste korral,alkoholisõltuvuse ja paljude muude valdkondade kaotamine.
Kus leidub looduses alkaloide?
Looduslikes tingimustes sisaldavad alkaloidid ravimtaimi ja taimi. Tänapäeval on nende ainete kohta teada umbes 10 000 nimetust ja peaaegu kõik neist saadakse just sellistest toorainetest.
Seente osades, bakterirakkudes, vetikates ja okasnahksetes ei leitud alkaloide. Mõnede loomade rakkudest on ekstraheeritud alkaloidühendeid, kuid neid on väga vähe.
Seega selgub, et nende ainete peamiseks tarnijaks, ammendamatuks allikaks meditsiiniliseks, inimeluks ja tööstuse otstarbeks on alkaloide sisaldavad taimed.
Ravimtaimed
Mis taimed need on? Tegelikult on neid liiga palju, et neid kõiki mainida. Siiski võite nimetada kõige levinumad ja meeste poolt sagedamini kasutatavad.
- Lamelehine hanepuna - alkaloid platifilliin ja senetsfülliin - spasmolüütiline ja rahustav toime kehale, kasutatakse sobivate ravimite loomiseks.
- Harilik belladonna perekonnast Solanaceae. Väga oluline taim meditsiinis. Belladonna alkaloidiks on atropiin ja belladonniin. Belladonna komponentidel põhinevad preparaadid erutavad kesknärvisüsteemi, aktiveerivad vaimset ja füüsilist aktiivsust, tõstavad efektiivsust ja vastupidavust. Neil on spasmolüütiline ja valuvaigistav toime. Ravitilgad, tinktuurid ja suposiidid põhinevad selle taime ekstraktil.
- Must kanakana. Täielikultmürgine taim, kõik selle osad on ohtlikud. Alkaloidid - hüostsüamiin ja skopolamiin. Kasutatakse neuroloogiliste vaevuste ja merehaiguse raviks.
- Suur vereurmarohi. Meil väga levinud taim. See sisaldab aga alkaloide kinolizidiini, pahhükarpiini, saponiini, termopsiini jt. Väärkasutamisel väga mürgine.
- Mooniliste sugukonda kuuluvate taimede alkaloide hinnatakse kahekümnele. Need on oopium, morfiin, narkotiin, papaveriin, tebaiin, kodeiin ja teised isokinoliini derivaadid. Vaatleme nende tegevust ja tähendust eraldi.
- Passiflora liha punane. Sisaldab mitmeid alkaloide, indooli derivaate. Sellel on tugev rahustav toime.
- Argot. Kõige tugevamate alkaloidide saamiseks kasutatakse selle rukkisaaki hävitava parasiitse seene spetsiaalselt loodud kultuure. Need on ergotamiin ja ergometriin ning veel 18 sorti. Kasutatakse meditsiinis (eriti günekoloogias).
- Rauwolfia serpentina – selle taime juured sisaldavad rohkem kui 50 alkaloidi, mida kasutatakse südame-veresoonkonna haiguste, sealhulgas hüpertensiooni raviks.
Ravimtaimed ja -taimed on kaasaegse meditsiini väga oluline valdkond. Lõppude lõpuks sünteesitakse enamik ravimeid looduslike toorainete alusel. Neid on kasutatud juba iidsetest aegadest ja need ei ole kaotanud oma tähtsust ka tänapäeval. Vastupidi, aja jooksul püüavad inimesed üha enam avastada ja uurida selliste taimede koostist, et leida midagi olulist, midagi, mis aitaks lahendada paljude ravimatute haiguste probleemi.
Kõige levinum alkaloid
See on oopiumi derivaat – kodeiin. Seda saab eraldada morfiinist spetsiaalsete keemiliste reaktsioonide abil. Viimasega võrreldes on seda turvalisem kasutada, kuna on tegevuses pehme. Siiski ei ole analgeetilise, köhavastase ja rahusti efektiivsus halvem kui morfiinil või oopiumil endal.
Seetõttu on kodeiinipõhised ravimid meditsiinis väga lai alt levinud ja neid kasutavad kõikide riikide inimesed. Ainus piirang on annus. Seda tuleks kasutada ainult arsti soovitusel ja tema järelevalve all.
Oopium ja selle alkaloidid
Opiaadid - nii meditsiinis ja keemias on tavaks nimetada kõiki neid oopiumi alkaloidideks, mida saab sellest eraldada ja selle alusel sünteesida. Mis need seosed on? Kahjuks kuulevad tänapäeval peaaegu kõik neist ja ei ole alati hea mainega ega leia väärilist, õiget rakendust. Need on alkaloidid, näiteks:
- morfiin;
- papaveriin;
- heroiin;
- codeine.
Meditsiinis kasutatakse neid aineid köhavastaste, valuvaigistite, rahustitena. Kodeiini põhjal on loodud mitmeid ravimeid isegi laste külmetushaiguste vastu.
Samas ühendeid nagu oopium ja heroiin ei kasutata mitte ainult meditsiinilistel eesmärkidel, vaid ka raskete joovastavate ravimitena. Need põhjustavad inimkeha kohutavat sõltuvust ja võivad aja jooksul tõsiselt kahjustada tervist, isegi inimeste elusid.
