14.Понятие об алкалоидах, их классификация. Закономерности образования (биосинтез) и распространение в растениях. Роль для жизни растений. Пути использования сырья, медицинское применение.

АЛКАЛОИДЫ

Алкалоиды— это особая группа органических азотсодержащих соединений основного характера, встречающихся в растительных организмах и обладающих сильным физиологическим действием.

Термин «алкалоид» — «щелочеподобный» (от арабского «alcali» — щелочь и греческого «eidos» — подобный) предложил в 1819 году немецкий ученый К. Мейснер. Название указывает на основной характер соединений.

В природе существует множество различных веществ, содержащих в своей структуре азот. Например, в растениях встречаются простейшие амины (метиламин, диметиламин, различные аминокислоты), которые обладают ярко выраженными основными свойствами, но не относятся к алкалоидам.

Существуют также природные соединения (протеиногенные амины), которые занимают положение между алкалоидами и другими азотистыми соединениями.

Классификация алкалоидов

В настоящее время открыто около 10 000 алкалоидов, из которых около 4 000 имеют доказанное строение. Такое огромное количество и многообразие алкалоидов не дают возможности разработать единую классификацию.

В основу классификации алкалоидов могут быть положены разные принципы, поэтому различают несколько видов классификаций алкалоидов.

1. В основе фармакологической классификациилежит характер фармакологического действия алкалоидов на организм:

наркотические алкалоиды;
местноанестезирующие алкалоиды;
спазмолитические алкалоиды и т.д.

2. В основе ботанической классификациилежит систематическая принадлежность растений, из которых выделены алкалоиды, к определенному роду или семейству:

алкалоиды табака;

алкалоиды мака;

алкалоиды спорыньи и т.д.

3. В основе биогенетической классификации, предложенной английским ученым Хегнауэром, лежит строение аминокислот, которые являются вероятными предшественниками алкалоидов в растениях:

алкалоиды триптофана;
алкалоиды фенилаланина и т.д.

4. Наиболее удобна и чаще всего используется в фармакогнозии химическая классификация, предложенная А.П. Ореховым, в основе которой лежат особенности химического строения алкалоидов, в частности, структура азотсодержащего гетероцикла.

В зависимости от строения углеродноазотного цикла А.П. Орехов разделил все алкалоиды на 13 групп:

1. Алкалоиды с азотом в боковой цепи или ациклические алкалоиды (без гетероциклов): эфедрин из видов эфедры, капсаицин из плодов стручкового перца, колхицин и колхамин из клубнелуковиц видов безвременника.

2. Алкалоиды, производные пирролидина и пирролизидина: платифиллин из крестовника плосколистного.

3. Алкалоиды, производные пиридина и пиперидина, делятся на несколько групп:

а) простые производные пиридина и пиперидина: лобелин из лобелии вздутой, кониин из плодов болиголова пятнистого;

б) бициклические неконденсированные системы: анабазин из анабазиса безлистного, никотин из листьев табака;

в) бициклические конденсированные системы пиперидина и пирролидина (производные тропана): гиосциамин, скополамин из красавки, белены, видов дурмана.

4. Алкалоиды, производные хинолизидина: пахикарпин, термопсин, цитизин (софора толстоплодная, виды термопсиса).

5. Алкалоиды, производные хинолина: хинин из хинной коры, эхинопсин из плодов мордовника.

6. Алкалоиды, производные изохинолина: морфин, кодеин и папаверин из коробочек мака, хелеритрин, сангвинарин из травы чистотела и маклейи, глауцин из травы мачка желтого, берберин из корней барбариса.

7. Алкалоиды, производные индола: алкалоиды спорыньи, барвинка малого, резерпин и аймалин из корней раувольфии, стрихнин из семян чилибухи, винбластин и винкристин из листьев катарантуса розового.

8. Алкалоиды, производные пурина: кофеин из листьев чая, семян кофе, теобромин из семян шоколадного дерева.

9. Алкалоиды, производные хиназолина: пеганин из травы гармалы обыкновенной.

10. Алкалоиды, производные имидазола: пилокарпин из листьев видов пилокарпуса.

11. Стероидные алкалоиды: соласонин из травы паслена дольчатого, алкалоиды чемерицы.

12. Дитерпеновые алкалоиды: алкалоиды аконитов и живокостей.

13. Алкалоиды неустановленного строения.

На основании этой классификации систематизируется и сырье, содержащее алкалоиды.

Биосинтез алкалоидов

Большинство алкалоидов образуются из аминокислот. В зависимости от происхождения и местоположения атома азота в структуре молекулы, все алкалоиды делят на три группы:

истинные алкалоиды– соединения, которые образуются из аминокислот и содержат атом азота в составе гетероцикла;
протоалкалоиды– соединения, которые образуются из аминокислот, но не имеют гетероциклов и содержат алифатический атом азота в боковой цепи;
псевдоалкалоиды– азотсодержащие соединения терпеновой и стероидной природы, образуются из кислоты мевалоновой по типу синтеза изопреноидов.

Распространение алкалоидов в растительном мире. Значение для жизни растений

По современным представлениям растения, содержащие алкалоиды, составляют около 10 % всей мировой флоры. Наиболее широко алкалоиды распространены у покрытосеменных растений. Особенно богаты алкалоидами растения семейств маковые (Papaveraceae), пасленовые (Solanaceae), бобовые (Fabaceae), кутровые (Аросупасеае), мареновые (Rubiaceae), лютиковые (Ranunculaceae), логаниевые (Loganiaceae) и др. В зависимости от количества родов и видов растений, содержащих алкалоиды, все семейства делят на 3 группы:

высокоалкалоидные семейства — содержат не менее 20 % родов, содержащих алкалоидоносные виды растений;
среднеалкалоидоносные семейства — содержат от 10 до 20 % родов, имеющих алкалоидоносные виды;
малоалкалоидоносные семейства – содержат от 1 до 10 % родов с алкалоидоносными видами растений.

В растениях алкалоиды находятся в виде солей органических и неорганических кислот (лимонной, щавелевой, яблочной, уксусной, фосфорной и т.д.), растворенных в клеточном соке.

Обычно содержание алкалоидов в растениях невелико и составляет 0,01-0,1 %. Если в растении накапливается 1-3 % алкалоидов, сырье считается высокоалкалоидным. Только некоторые растения, например культивируемые сорта хинного дерева, накапливают в коре до 15-20 % алкалоидов. Большинство растений содержат несколько алкалоидов (катарантус розовый — более 60). Чаще всего, в растении количественно преобладает один или 2-3 алкалоида, содержание других значительно меньше. Алкалоиды одного растения, как правило, имеют довольно близкое строение.

Алкалоиды накапливаются в листьях, плодах, семенах, коре, подземных органах. У некоторых растений алкалоиды содержатся во всех частях в значительных количествах (красавка). Но у большинства алкалоиды преобладают только в каком-либо одном органе или части растения. Так, например, в чае китайском алкалоиды накапливаются в листьях, в дурмане индейском, чилибухе – в плодах или семенах, в раувольфии, безвременнике – в подземных органах.

Различные части растения отличаются не только по количественному содержанию алкалоидов, но и по качественному составу. Например, у термопсиса ланцетного в траве преобладает алкалоид термопсин, а в семенах – цитизин.

Биологические функцииалкалоидов пока до конца не выяснены. В последнее время считают, что алкалоиды:

участвуют в обмене веществ;
являются стимуляторами и регуляторами роста;
выполняют защитную роль.

Пути использования сырья, содержащего алкалоиды

Сырье и сборы, содержащие алкалоиды, не входят в ассортимент безрецептурного отпуска из аптек, кроме травы чистотела (приказ МЗСР РФ № 587 от 13.09.2005).

1. Экстемпоральные лекарственные формы:

настои (трава чистотела, трава термопсиса ланцетного);
отвары (трава баранца обыкновенного).

2. Лекарственные сборы:

противоастматические курительные сборы «Астматин» (листья белены, листья дурмана обыкновенного) и «Астматол» (листья красавки, листья белены, листья дурмана обыкновенного).

3. Экстракционные (галеновые) лекарственные формы:

настойки (листья красавки, листья барбариса обыкновенного, плоды перца стручкового);
экстракты сухие (трава красавки, трава термопсиса ланцетного);
экстракты густые (трава красавки, плоды перца стручкового);
экстракты жидкие (трава пассифлоры, корневища и корни гидрастиса (желтокорня) канадского);
масло беленное;
масло дурманное.

4. Суммарные препараты:

«Раунатин», «Эрготал» и др.

5. Препараты индивидуальных алкалоидов:

атропина сульфат (трава и корни красавки);
берберина бисульфат (корни барбариса обыкновенного);
физостигмина салицилат (семена физостигмы) и др.

6. Комплексные препараты:

капли Зеленина (входит настойка красавки);
«Бекарбон» (входит экстракт красавки);
«Беллоид» (входит сумма алкалоидов красавки);
«Бепасал» (входит экстракт красавки и папаверина гидрохлорид);
«Беллатаминал» (входит экстракт красавки и эрготамина тартрат);
«Аэрон» (входит скополамина камфорат и гиосциамина камфорат);
пластырь перцовый (содержит густые экстракты перца стручкового и красавки);
«Капсин», «Салинимент», линимент метилсалицилата сложный (содержат масло беленное или масло дурманное) и др.

7. Полусинтетические препараты:

препараты стероидных гормонов (кортизон и прогестерон) из алкалоидов травы паслена дольчатого;
апоморфина гидрохлорид, этилморфина гидрохлорид (на основе морфина);
гоматропина гидробромид (на основе атропина);
«Кавинтон» («Винпоцетин») (полусинтетический препарат на основе алкалоида травы барвинка малого винкамина).

Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих алкалоиды

Алкалоиды обладают широким спектром фармакологического действия. В настоящее время в современной медицине с различной целью используются около 80 алкалоидов.

Алкалоидоносное растительное сырье и получаемые из него лекарственные формы и препараты классифицируют либо по месту проявления фармакологического эффекта, либо по механизму действия:

I. Средства, действующие преимущественно на центральную нервную систему.

1. Седативные средства (оказывают успокаивающее и противосудорожное действие):

препараты пассифлоры (жидкий экстракт, «Ново-Пассит»);
гиндарина гидрохлорид (клубни с корнями стефании гладкой).

2. Средства, стимулирующие центральную нервную систему.

а) Психомоторные стимуляторы (оказывают стимулирующее влияние на функции головного мозга, активизируют психическую и физическую деятельность организма):

кофеин (листья чая, семена кофе, семена кола).

б) Аналептические средства (возбуждают сосудодвигательный и дыхательный центры продолговатого мозга). Показания: препараты скорой помощи при остановке дыхания:

«Цититон» (0,15 % раствор алкалоида цитизина (семена термопсиса ланцетного, трава термопсиса очередноцветкового));
лобелина гидрохлорид (трава лобелии вздутой);
анабазина гидрохлорид (побеги анабазиса безлистного).

Входят в состав препаратов, облегчающих отвыкание от курения: «Табекс» (цитизин), «Лобесил» (лобелина гидрохлорид), «Гамибазин» (анабазина гидрохлорид).

в) Стимуляторы функций спинного мозга (возбуждают сосудодвигательный и дыхательный центры, тонизируют скелетную мускулатуру и мышцу сердца). Показания: парезы, параличи, атония желудка, поражение спинного мозга. В токсических дозах – судорожные яды:

стрихнина нитрат (семена чилибухи);
секуринина нитрат (побеги секуринеги).

3. Анальгезирующие средства (наркотические анальгетики):

морфина гидрохлорид, «Морфилонг», «Омнопон» (мак снотворный).

4. Наркотические противокашлевые средства (уменьшают возбудимость кашлевого центра):

кодеин, кодеина фосфат (мак снотворный).

5. Ненаркотические противокашлевые средства:

глауцина гидрохлорид, «Бронхолитин» (трава мачка желтого).

II. Средства, действующие преимущественно на периферические нейромедиаторные процессы.

1. Средства, действующие на периферические холинергические процессы.

а) Холиномиметики (возбуждают периферические М-холинорецепторы, вызывают усиление секреции пищеварительных и бронхиальных желез, сужение зрачка с одновременным уменьшением внутриглазного давления и улучшением трофики тканей глаза, повышение тонуса гладких мышц бронхов, кишечника, желчного и мочевого пузырей, матки). Показания: пилокарпина гидрохлорид применяют в офтальмологии:

пилокарпина гидрохлорид (листья пилокарпуса (яборанди)).

б) Ингибиторы холинэстеразы (антихолинэстеразные средства) (активируют процесс синаптической передачи в холинергических нервных окончаниях, облегчают проведение нервных импульсов в центральную нервную систему, усиливают процессы возбуждения, вызывают повышение тонуса гладких мышц, сужение зрачка с одновременным уменьшением внутриглазного давления и улучшением трофики тканей глаза). Показания: парезы, параличи, миастения, миопатия, глаукома:

галантамина гидробромид (листья унгернии Виктора, луковицы подснежника Воронова);
стефаглабрина сульфат (клубни с корнями стефании гладкой);
дезоксипеганина гидрохлорид (трава гармалы обыкновенной);
«Сангвиритрин» (трава маклейи);
физостигмина салицилат (семена физостигмы (калабарские бобы)).

в) Антихолинергические средства (М-холиноблокаторы) (блокируют преимущественно периферические холинергические синапсы, понижают тонус гладкой мускулатуры бронхов, органов брюшной полости, уменьшают секрецию слюнных, потовых желез). Показания: в офтальмологии для расширения зрачка, при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и других заболеваниях для снятия спазмов и уменьшения боли:

атропина сульфат, настойка и экстракты красавки;
сбор противоастматический: листья красавки, белены, дурмана обыкновенного;
скополамина гидробромид (плоды и семена дурмана индейского);
«Аэрон» (скополамина камфорат и гиосциамина камфорат) (для профилактики и лечения морской и воздушной болезней как противорвотное, успокаивающее средство);
платифиллина гидротартрат (трава крестовника плосколистного).

г) Ганглиоблокирующие средства (повышают тонус и сократительную способность матки, улучшают функцию мышц при миопатии, эндартериите):

пахикарпина гидройодид (трава софоры толстоплодной).

2. Средства, действующие на периферические адренергические процессы.

а) Адреномиметики (вызывают сужение сосудов, повышение артериального давления, расширение бронхов, торможение перистальтики кишечника, расширение зрачка). Показания: диагностические цели, лечение аллергических заболеваний:

эфедрина гидрохлорид (побеги эфедры хвощевой).

б) Альфа-адреноблокаторы. Показания: лечение нарушений периферического и мозгового кровообращения, лечение и профилактика мигрени, гипертонической болезни и др.:

дигидроэрготамин, дигидроэрготоксин (склероции спорыньи).

III. Средства, действующие преимущественно в области чувствительных (афферентных) нервных окончаний.

1. Средства, стимулирующие рецепторы слизистых оболочек, кожи и подкожных тканей. Показания: раздражающие, отвлекающие, согревающие средства при невралгиях, радикулитах, миозитах, люмбоишиалгиях и др.:

препараты плодов перца стручкового: настойка, мазь от обморожения, «Капситрин», перцово-камфорный и перцово-аммиачный линименты, пластырь перцовый, мази «Эспол», «Эфкамон», крем «Никофлекс», линименты «Камфоцин», «Капсин» и др.

2. Отхаркивающие средства (стимулируют секреторную функцию бронхиальных желез):

препараты травы термопсиса ланцетного: настой (1:400; 1:200), экстракт сухой (входит в состав комбинированных препаратов: таблетки от кашля, «Коделак», сухая микстура от кашля для взрослых);
ликорина гидрохлорид (листья унгернии Северцова).

IV. Средства, действующие на сердечно-сосудистую систему.

1. Антиаритмические средства:

хинидина сульфат (кора хинного дерева);
«Аймалин» (алкалоид корней раувольфии змеиной).

2. Средства, улучшающие кровоснабжение органов и тканей.

а) Средства, улучшающие мозговое кровообращение (сосудорасширяющее, гипотензивное и седативное действие). Показания: нарушения мозгового кровообращения:

«Винканор» (сумма алкалоидов барвинка малого);
«Кавинтон» («Винпоцетин») (полусинтетический препарат на основе алкалоида травы барвинка малого винкамина).

б) Спазмолитические средства (расслабляют гладкие мышцы внутренних органов, кровеносных сосудов, бронхов):

платифиллина гидротартрат (трава крестовника плосколистного);
папаверина гидрохлорид (мак снотворный);
теобромин (семена какао);
теофиллин (листья чая и семена кофе).

3. Гипотензивные средства:

резерпин (алкалоид корней раувольфии змеиной);
«Раунатин» (сумма алкалоидов корней раувольфии змеиной);
папаверина гидрохлорид (мак снотворный);
«Винканор» (сумма алкалоидов барвинка малого).

V. Желчегонные средства:

берберина бисульфат (корни барбариса обыкновенного);
настойка листьев барбариса обыкновенного;
2,5 %-ный настой травы чистотела.

VI. Стимулирующие мускулатуру матки. Показания: атония матки, маточные кровотечения:

эргометрина малеат, эрготамина тартрат, «Эрготал» (склероции спорыньи);
настойка листьев барбариса обыкновенного.

VII. Противомикробные, противовирусные и противопаразитарные средства.

1. Антипротозойные (противомалярийные) средства:

хинина гидрохлорид, хинина дигидрохлорид, хинина сульфат (кора хинного дерева).

2. Антимикробные средства. Показания: незаживающие раны, язвы, пародонтоз и др.:

«Сангвиритрин» (трава маклейи).

3. Протистоцидные средства. Показания: трихомонадные заболевания, местное контрацептивное действие:

«Лютенурин» (сумма алкалоидов корневищ кубышки желтой).

4. Инсектицидные (противопаразитарные) средства:

настойка чемерицы, чемеричная вода (корневища с корнями чемерицы Лобеля);
анабазина сульфат (побеги анабазиса безлистного).

VIII. Противоопухолевые (цитостатические) средства (средства для лечения онкологических заболеваний):

«Винкристин», «Розевин» («Винбластин») (листья катарантуса розового);
«Колхамин», «Колхицин» (клубнелуковицы безвременника великолепного);
«Мазь колхаминовая» (клубнелуковицы безвременника великолепного).

IX. Средства для лечения алкоголизма:

5 %-ный отвар травы баранца обыкновенного.