Алкалоиды в растениях функции

1.3. Функции алкалоидов в растениях

Функции алкалоидов в растениях не вполне понятны. Возможно, алкалоиды – это побочные продукты обмена веществ (метаболизма) в растениях, или они служат резервом для синтеза белков, химической защитой от животных и насекомых, регуляторами физиологических процессов (роста, обмена веществ и размножения) или конечными продуктами детоксикации, обезвреживающей вещества, накопление которых могло бы повредить растению. Каждое из этих объяснений может быть справедливым в конкретных случаях, однако 85–90% растений вовсе не содержат алкалоидов [Племенков, 2001].

Фармакологическая активность алкалоидов изменяется в широких пределах в зависимости от структуры. Среди них имеются обезболивающие средства и наркотики (морфин, кодеин); мощные стимуляторы центральной нервной системы (стрихнин, бруцин), мидриатические (т.е. расширяющие зрачок) средства (атропин, гиосциамин) и миотические (т.е. суживающие зрачок) средства (физостигмин, пилокарпин). Некоторые алкалоиды обнаруживают адренергическую активность, возбуждают симпатическую нервную систему, стимулируют сердечную деятельность и повышают кровяное давление (эфедрин, эпинефрин). Другие – снижают кровяное давление (резерпин, протовератрин А). Благодаря своей физиологической активности многие алкалоиды, будучи сильными ядами, находят применение в медицине [Веселовская, 2000].

Биологическая роль алкалоидов окончательно не выяснена. С. Ю. Юнусов (1948) считает, что алкалоиды при дыхании растений окисляются в пероксид, который переходит в оксид алкалоида, а освобождающийся при этом активированный кислород используется растением для дальнейшего фотосинтеза. Алкалоиды подземных частей, по-видимому, регулируют рост и обмен веществ [Aniszewski, 2007].

1.4. Химический состав и свойства цикория обыкновенного (Cichorium intybus l.)

В корнях цикория обнаружено до 40-60% полисахарида инулина, белковое вещество, дубильные вещества, глюкозы, левулезы, хлорогеновая, изохлорогеновая и аскорбиновая кислоты, витамины группы В, холин, жиры, гликозиды (интибин, цикорин, лактуцин), пектин. В надземной части растения концентрация инулина колеблется от 40 до 50%. В корнях и листьях обнаружен холин, следы витамина К [Государственная фармокопея, 1990].

При поджаривании корней цикория из углеводов и белков корня образуется цикориоль, в составе которого обнаружены уксусная, валериановая кислоты, акролеин, фурфурол, фурфуровый спирт. В цветках обнаружены кумариновые гликозиды (цихорин, эскулетин-гликозид и эскулин). В листьях — инулин, аскорбиновая и цикориевая кислоты[Fattorusso, 2008].

Растение богато млечным соком, в котором найдены горькие вещества (лактуцин, лактукопикрин, тритерпеновый спирт тараксастерол). Семена содержат инулин, жидкое масло и пирокатехиновый альдегид. Содержание витаминов и минеральных веществ (в мг %): каротина — 1,3, С — 10,2, B1 — 0,05, В3 — 0,003, РР — 0,24, натрия — 4,4, калия — 1,92, марганца — 12, кальция — 26, железа — 0,7, фосфора – 25 [Племенков, 2001].

Отвар дикорастущего цикория обладает противомикробным, противовоспалительным и вяжущим действием. Согласно экспериментальным данным, настой соцветий дикорастущего цикория при парентеральном введении оказывает успокаивающее действие на центральную нервную систему и усиливает деятельность сердца, увеличивая амплитуду и замедляя ритм сердечных сокращений. Кроме того, цикорий улучшает аппетит, усиливает пищеварение, повышает выделение мочи и желчи, прекращает поносы. Отвар семян обладает обезболивающим, жаропонижающим и потогонным действием [Fattorusso, 2008].

Источник

38. Алкалоиды, их роль у растений и значение в медицине

Алкало́иды — группа азотсодержащих органических соединений природного происхождения (чаще всего растительного), большинство из которых обладает свойствами слабого основания. Некоторые нейтральные и даже слабокислотные соединения также относятся к алкалоидам. Помимо углерода, водорода и азота в молекулы алкалоидов могут входить атомы серы, реже — хлора, брома или фосфора. Многие алкалоиды обладают выраженной физиологической активностью. К алкалоидам относятся, например, такие вещества, как морфин, кофеин, кокаин, стрихнин, хинин и никотин. Граница между алкалоидами и другими азотсодержащими природными соединениями различными авторами проводится по-разному. Иногда считается, что природные соединения, содержащие азот в экзоциклической позиции (мескалин, серотонин, дофамин и др.), относятся к аминам, но не к алкалоидам. Другие же авторы, напротив, считают алкалоиды частным случаем аминов или причисляют биогенные амины к алкалоидам.

Наиболее широко они распространены в высших растениях: Содержание алкалоидов в растениях, как правило, не превышает нескольких процентов. В большинстве растений распределение алкалоидов по тканям неравномерно. В зависимости от вида растения максимальное содержание алкалоидов может достигаться в листьях (белена чёрная), плодах или семенах (чилибуха), корнях (раувольфия змеиная) или коре (хинное дерево). Кроме того, в разных тканях одного и того же растения могут содержаться разные алкалоиды. Помимо растений, алкалоиды содержатся в некоторых видах грибов (псилоцибин, содержащийся в грибах рода псилоцибе) и животных (буфотенин, содержащийся в коже некоторых жаб).

Атропин эффективно снимает спазмы бронхов, расширяет зрачок и т.д. Токсические дозы вызывают нарушение зрения, подавление слюноотделения, расширение сосудов, гиперпирексию (повышение температуры), возбуждение и состояние делирия (помрачения сознания). Кодеин — самый распространенный опийный алкалоид.

Кодеин — наркотический анальгетик и противокашлевое средство. Он менее токсичен и в меньшей степени вызывает привыкание, чем морфин.

Кокаин получают из листьев коки

Это мощный местный анестетик, он входит в микстуру Бромптона, которая используется для смягчения жестоких болей, сопровождающих последнюю стадию рака. Его стимулирующее действие на ЦНС уменьшает седативный эффект и ослабление дыхания от применения морфина или метадона, используемых в качестве наркотических анальгетиков в составе микстуры Бромптона.

Кофеин содержится в кофе, чае, какао, коле и мат (парагвайский чай).

Кофеин оказывает возбуждающее действие на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы, используется для стимуляции сердечной деятельности, дыхания и как противоядие при отравлении морфином и барбитуратами.

Морфин является важнейшим опийным алкалоидом. Его экстрагируют из высушенного млечного сока, выступающего из надрезов на незрелой головке опийного мака

Он представляет собой наркотический анальгетик и применяется для обезболивания.

При курении большая часть никотина разрушается или испаряется. Никотин — сильный яд. В малых количествах он стимулирует дыхание, но в больших — подавляет передачу импульса в симпатических и парасимпатических нервных узлах. Смерть наступает от прекращения дыхания. Никотин сильно влияет на сердечно-сосудистую систему, вызывая сужение периферических сосудов, тахикардию и подъем систолического и диастолического кровяного давления.

Источник

Распространение алкалоидов в растительном мире. Значение для жизни растений

% 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 функции алкалоидов пока до конца не выяснены. В последнее время считают, что алкалоиды:

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

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.
1. 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.

1. 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.
1. 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.

1. Алкалоиды, производные хинолизидина: пахикарпин, термопсин, цитизин (софора толстоплодная, виды термопсиса).
2. Алкалоиды, производные хинолина: хинин из хинной коры, эхинопсин из плодов мордовника.
3. 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.
4. Алкалоиды, производные индола: алкалоиды спорыньи, барвинка малого, резерпин и аймалин из корней раувольфии, стрихнин из семян чилибухи, винбластин и винкристин из листьев катарантуса розового.
5. Алкалоиды, производные пурина: кофеин из листьев чая, семян кофе, теобромин из семян шоколадного дерева.
6. 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

Источник