מאז ימי קדם, אנשים השתמשו במרכיבים צמחיים כדי להקל על כאבים ולהיפטר ממחלות ומחלות. אולם חקר הרכב הרכיבים, בידוד אותן תרכובות בעלות השפעה כזו, התאפשר רק עם ההתפתחות הרחבה והמסיבית של הכימיה כמדע, כלומר החל מהמאה ה-17.
אז במעיים של אורגניזמים צמחיים, וכיום כבר בכמה בעלי חיים, התגלו תרכובות אורגניות המכילות חנקן, שהעניקו אפקט טיפולי רחב כל כך. מאז 1819, השם הכללי לקבוצת חומרים זו הוא אלקלואידים. הוצע על ידי W. Meisner, רוקח ורופא.
מהו אלקלואיד?
מקובל כיום שאלקלואיד הוא תרכובת מחזורית המכילה אטום חנקן אחד או יותר בטבעת או בשרשרת הצדדית, ובאופן הכימי שלו, הוא מציג תכונות של אלקלי חלש, כמו אמוניה. קודם לכן נאמר על ההגדרה של חומרים אלה כנגזרות של הבסיס החנקני של פירידין. אולם מאוחר יותר התגלו מספר תרכובות מקבוצה זו, אשר הראו כי פרשנות כזו אינה נכונה לחלוטין ואינה מכסה את כל מגוון האלקלואידים.
לראשונה חומר זה הושג ונחקר בשנת 1803 על ידי המדען דרסון. זה היה מורפיום, שמקורו באופיום. לאחר מכן, ללא תלות זה בזה, גילו מדענים רבים מספר תרכובות הטרוציקליות מורכבות מחומרים צמחיים. אז היה רעיון שאלקלואיד הוא חומר שמקורו בעיקרו טבעי. נוצר רק בצמחים.
הרכב כימי של מולקולות
לפי הטבע הכימי שלהם, חומרים אלה הם תרכובות אורגניות המכילות חנקן המכילות אטומי חנקן בהטרו-מחזורים מורכבים המחוברים ביניהם על ידי סוגים שונים של קשרים ואינטראקציות.
מצמחים הם בולטים כמלחים של חומצות מסוימות:
- apple;
- wine;
- oxalic;
- חומצה אצטית ואחרים.
אם חומר טהור מופרד ממלח, אז ניתן להשיג אלקלואיד בצורת אבקה גבישית מוצקה, או שהוא יכול להיות בצורת מבנה נוזלי (ניקוטין). בשני המקרים, מדובר בתרכובת אלקלית שמציגה את התכונות הכימיות המתאימות.
כלומר, הכימיה של אלקלואידים ידועה ונחקרת. לדוגמה, זוהו שיטות שבאמצעותן ניתן לבודד אותם מחומרים צמחיים. הם מבוססים על מסיסות של מלחי אלקלואידים במים, שכן בצורתם הטהורה תרכובות אלו כמעט בלתי מסיסות במים, אךעשה זאת היטב בממיסים אורגניים.
מספר תגובות שבאמצעותן מבודדים ונחקרים תרכובות אלו נקראות תגובות אלקלואידיות.
- משקעים. תגובות המבוססות על היווצרות של מלח אלקלואיד בלתי מסיס שמשקע. ניתן לעשות זאת על ידי שימוש ברכיבים הבאים: טאנין, חומצה פיקרית, חומצה פוספוטונגסטית או מוליבדית.
- משקעים. תגובות המבוססות על היווצרות של מלחים מורכבים מורכבים בהשתתפות תרכובות אלקלואידיות. ריאגנטים: כספית כלוריד, אשלגן יודיד או ביסמוט.
- צביעה. במהלך תגובות אלו, צורת האלקלואיד משתנה והוא הופך להיות מורגש בהרכב הכללי. עקרון הפעולה הוא ההשפעה על ההטרוציקלים, הופעת הצבע. ריאגנטים: חומצה חנקתית, חומצה גופרתית, הידרוקסיד של נחושת (II) טרייה.
לעתים קרובות תגובות צביעה אינן נותנות תוצאות מדויקות, מכיוון שההרכב ההטרוציקלי של אלקלואידים דומה לזה של מולקולות חלבון. לכן, הם נותנים את אותו אפקט.
סיווג של אלקלואידים
לאילו קטגוריות מחולקות כל התרכובות המוכרות מקבוצה זו, קובעת את סוג האלקלואיד, המבנה הכימי שלו. סיווג כזה נוצר על ידי האקדמאי A. P Orekhov והוא מבוסס על הסוג והמבנה של ההטרוציקל עם אטומי חנקן בתוכם.
- פירולידין, פירוליזידין ונגזרותיהם. קבוצה זו כוללת אלקלואידים כמו פלטיפילין, סראצין, סנציפילין ואחרים. המבנה מבוסס על הטרוציקלים מורכבים בעלי חמישה איברים המחוברים זה לזה,הכוללים אטום חנקן.
- פיפרידין ופירידין, נגזרותיהם. נציגים: אנאבאסין, לובלין. הבסיס הוא מחזורים מורכבים של שישה איברים עם חנקן.
- Quinolizidine ותרכובותיו. קבוצה זו כוללת: pahikarpin, thermopsin ואחרים. הבסיס הכימי בהטרו-מחזורים מורכבים בעלי שישה איברים הקשורים זה לזה ולחנקן.
- נגזרות של קווינולין - כינין, אכינופסין.
- קבוצה חשובה של אלקלואידים נפוצים מאוד הם תרכובות איזוקינולין. סלסלין, מורפיום ופפאברין נמצאים בשימוש נרחב ברפואה. זה כולל גם אלקלואידים בצמחי ברבריס, מאצ'קה וסלנדי.
- נגזרות טרופין מורכבות מאוד מבחינה כימית - היוסציאמין, אטרופין, סקופולאמין. המבנה מיוצג על ידי טבעות פירולידין ופיפרידין מעובה מורכבות, שלובות זו בזו.
- אינדול ותרכובותיו - רזרבין, סטריכנין, וינבלסטין ואחרים. שילוב מורכב של טבעות חמש ושישה איברים עם אטומי חנקן במבנה.
- האלקלואיד העיקרי בתעשיית המזון והרפואה הוא קפאין מעלי תה וזרעים של צמח הקולה. הכוונה לנגזרות פורין - תרכובות מורכבות מהטרוציקלים שונים ומספר אטומי חנקן בהרכב.
- אפדרין ותרכובותיו - ספרופיזין, קולכיצין וקולכמין. השם הכימי של אפדרין, המשקף את המבנה המורכב שלו, הוא פניל-מתיל-אמינו-פרופנול, אלכוהול ארומטי אורגני מורכב.
- לאחרונה נהוג לבודד כמה חומרים מקבוצת הסטרואידים - קורטיקוסטרואידים והורמוני מין - לאלקלואידים.
נכסים פיזיים
המאפיינים העיקריים של קבוצה זו כוללים את היכולת להתמוסס בנוזלים שונים ואת מצב הצבירה בתנאים סטנדרטיים.
בטמפרטורת החדר, אלקלואיד נפוץ הוא מוצק גבישי. צבעים וריחות, ככלל, אין. הטעם הוא בעיקר מר, עפיצות, לא נעים. הצג פעילות אופטית בפתרונות.
חלק מהחומרים הללו בתנאי נוזל סטנדרטיים הם אלקלואידים נטולי חמצן, כ-200 מינים בסך הכל. לדוגמה, ניקוטין, pachycarpine, coniine.
אם אנחנו מדברים על מסיסות במים, אז רק קפאין, אפדרין, ארגומטרין יכולים לעשות זאת לחלוטין. הנציגים הנותרים של מחלקה זו של תרכובות מתמוססים רק בחומרים אורגניים נוזליים (ממיסים).
פעולה על גוף האדם
אלקלואיד הוא חומר בעל השפעה חזקה על גוף האדם ובעלי החיים. מהי ההשפעה הזו?
- השפעה עצומה על מערכת העצבים, קצות תאי עצב, סינפסות, תהליכי נוירוטרנסמיטר. קבוצות שונות של אלקלואידים פועלות על חלקים אלה של הגוף כתרופות הרגעה, פסיכוטרופיות, רפלקסים, נוגדי שיעול, ממריצים, תרופות נרקוטיות, משככי כאבים. בשימוש נכון למטרות רפואיות, במינון קפדני ומדויק, השפעות אלו מועילות. עם זאת, מנת יתר הקלה ביותר יכולה להוביל לתוצאות חמורות ועצובות מאוד.
- פעולה על אירובי-מערכת כלי הדם - נוגדת הפרעות קצב, משפרת את אספקת הדם, נוגדת עוויתות, יתר לחץ דם, כולרתית.
במקרה שמשתמשים בתכשירים על בסיס אלקלואידים באופן לא הולם או ללא עמידה במינון הנדרש, ההשלכות הבאות אפשריות:
- לקוי ראייה, שמיעה;
- הפרעת נשימה, כבדות בחזה;
- סחרחורת, בחילות, הקאות;
- bleeding;
- יבש פה;
- עלייה או ירידה חדה בלחץ הדם;
- הרעלה קטלנית חמורה.
חלק ניכר מהאלקלואידים בהשפעותיהם הפיזיולוגיות על בני אדם הם רעלים, חזקים, הגורמים לפרכוסים ומוות (סטריכנין, מורפיום, בלדונין). החלק השני הוא תרכובות נרקוטיות הגורמות להתמכרות. פסיכולוגי, רגשי ופיזי (ניקוטין, קפאין, קוקאין). לכן, יש לטפל בתרכובות אלו בזהירות רבה ולהשתמש בהן רק על פי ייעוץ ומרשם של רופא.
שימוש רפואי
באזור זה, צמחים המכילים אלקלואידים הם הבסיס לתרופות רבות בעלות קשת פעולה רחבה, או להיפך, לתרופות מיוחדות מאוד. על בסיס חומרי גלם כאלה מתקבלים נרות, תמיסות, טבליות, פתרונות אמפולה. הפעולה מכוונת לטיפול במחלות לב וכלי דם, איברי נשימה, מערכת העצבים והקצוות, הפרעות נפשיות. כמו כן לטיפול במערכת העיכול, כאמצעי מניעה, למחלות אונקולוגיות, עבורחיסול התמכרות לאלכוהול ותחומים רבים אחרים.
היכן נמצאים אלקלואידים בטבע?
בתנאים טבעיים, אלקלואידים מכילים עשבי מרפא וצמחים. כיום ידועים כ-10,000 שמות של חומרים אלו, וכמעט כולם מופקים בדיוק מחומרי גלם כאלה.
לא נמצאו אלקלואידים בחלקים של פטריות, תאים של חיידקים, אצות, אכינודרמים. תרכובות אלקלואידים הופצו מתאי חלק מהחיות, אך יש מעט מאוד מהן.
לכן, מסתבר שהספק הראשי, מקור בלתי נדלה של חומרים אלו למטרות רפואיות, חיי אדם ותעשייה הם צמחים המכילים אלקלואידים.
צמחים רפואיים
מהם הצמחים האלה? יש, למעשה, יותר מדי מכדי להזכיר את כולם. עם זאת, אתה יכול לנקוב בשמות הנפוצים והנפוצים ביותר על ידי אדם.
- עוזת אווז שטוחת עלים - אלקלואיד פלטיפילין וסנציפילין - השפעה נוגדת עוויתות והרגעה על הגוף, משמשת ליצירת תרופות מתאימות.
- הבלדונה המצוי ממשפחת הסולניים. צמח חשוב מאוד לרפואה. אלקלואיד בלדונה הוא אטרופין ובלדונין. תכשירים המבוססים על מרכיבי בלדונה מעוררים את מערכת העצבים המרכזית, מפעילות פעילות נפשית ופיזית, מגבירים את היעילות והסיבולת. יש להם השפעות נוגדות עוויתות ומשכך כאבים. טיפות רפואיות, תמיסות ונרות מבוססות על תמצית של צמח זה.
- שחור שחור. לְגַמרֵיצמח רעיל, כל חלקיו מסוכנים. אלקלואידים - הואסיאמין וסקופולאמין. משמש לטיפול במחלות נוירולוגיות ומחלת ים.
- Celandine large. צמח נפוץ מאוד בארצנו. עם זאת, הוא מכיל אלקלואידים quinolizidin, pachycarpine, saponin, thermopsin ואחרים. רעיל מאוד אם נעשה בו שימוש לרעה.
- אלקלואידים בצמחים ממשפחת הפרג מוערכים בשני תריסר. אלו הם אופיום, מורפיום, נרקוטין, פפאברין, תבאין, קודאין ונגזרות איזוקינולין אחרות. נשקול את פעולתם ומשמעותם בנפרד.
- בשר פסיפלורה אדום. מכיל מספר אלקלואידים, נגזרות של אינדול. בעל השפעה מרגיעה חזקה.
- ארגוט. תרבויות שנוצרו במיוחד של פטרייה טפילית זו שהורסת יבולי שיפון משמשות להשגת האלקלואידים החזקים ביותר. אלה הם ארגוטמין וארגומטרין, כמו גם 18 זנים נוספים. משמש ברפואה (במיוחד בגינקולוגיה).
- Rauwolfia serpentina - שורשיו של צמח זה מכילים יותר מ-50 אלקלואידים המשמשים לטיפול במחלות לב וכלי דם, כולל יתר לחץ דם.
עשבי תיבול וצמחים רפואיים הם תחום חשוב מאוד ברפואה המודרנית. הרי רוב התרופות מסונתזות על בסיס חומרי גלם טבעיים. הם שימשו מאז העת העתיקה ולא איבדו את הרלוונטיות שלהם לבני אדם כיום. להיפך, עם הזמן, אנשים שואפים יותר ויותר לגלות וללמוד את הרכבם של צמחים כאלה כדי למצוא משהו חשוב, משהו שיעזור לפתור את הבעיה של מחלות חשוכות מרפא רבות.
האלקלואיד הנפוץ ביותר
זו הנגזרת של אופיום - קודאין. ניתן לבודד אותו על ידי תגובות כימיות מיוחדות ממורפיום. בהשוואה לאחרון, הוא בטוח יותר לשימוש, מכיוון שהוא רך בפעולה. עם זאת, היעילות כמשכך כאבים, נוגד שיעול, הרגעה אינה גרועה מזו של מורפיום או אופיום עצמו.
לכן, תרופות המבוססות על קודאין נפוצות מאוד ברפואה והן נמצאות בשימוש על ידי אנשים מכל המדינות. המגבלה היחידה היא המינון. יש להשתמש בו רק בהמלצה ובפיקוח רופא.
אופיום והאלקלואידים שלו
אופיאטים - אז ברפואה ובכימיה נהוג לקרוא לכל אותם אופיום אלקלואידים שניתן לבודד ממנו ולסנתז על בסיסו. מה זה הקשרים האלה? למרבה הצער, היום כמעט כולם שומעים עליהם ולא תמיד יש להם מוניטין טוב ומוצאים יישום ראוי ונכון. אלו אלקלואידים כגון:
- morphine;
- papaverine;
- הרואין;
- codeine.
ברפואה, חומרים אלה משמשים כתרופות נגד שיעול, משככי כאבים, תרופות הרגעה. על בסיס קודאין, אף נוצרו מספר תרופות להצטננות בילדים.
עם זאת, תרכובות כמו אופיום והרואין משמשות לא רק למטרות רפואיות, אלא גם כסמים משכרים כבדים. הם גורמים לתלות איומה בגוף האדם ולאורך זמן עלולים לגרום נזק חמור לבריאות, אפילו בחייהם של אנשים.
