Распространение алкалоидов в растительном мире

Учреждение образования

«ПОЛЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА БИОТЕХНОЛОГИИ

Реферат на тему:

АЛКАЛОИДЫ

Подготовила:

студентка 5 курса 831411 группы

Гайдалёнок Виктория Сергеевна

ПИНСК 2013

Содержание:

1. Классификация алкалоидов

2. Распространение в растительном мире

3. Физико-химические свойства алкалоидов

4. Применение алкалоидов в медицине

Алкалоиды - большая группа органических азотсодержащих соединений основного характера, встречающихся в растительных организмах и обладающих сильным физиологическим действием.

Название "алкалоид" происходит от двух слов: арабского "алкали" (alcali) щелочь и греческого "ейдос" (eidos) - подобный.

Классификация алкалоидов

В зависимости от строения углеродноазотного цикла Орехов разделил алкалоиды на несколько групп.

1 группа - алкалоиды с азотом в боковой цепи или ациклические алкалоиды (без гетероциклов). К этой группе относятся алкалоиды: эфедрин (эфедра хвощевая), колхамин, кохицин (безвременник великолепный), капсаицин (перец стручковый).

2 группа - алкалоиды, производные пирролидина, пирролизидина.

К этой группе относится платифиллин (крестовник плосколистный).

3 группа -алкалоиды, производные пиридина и пиперидина, делятся на несколько групп.

а) простые производные пиридина и пиперидина. К этой группе относятся лобелин (лобелия вздутая), кониин (болиголов пятнистый).

б) бициклические неконденсированные системы.

К этой группе относятся анабазин (анабазис безлистный), никотин (табак).

в) бициклические конденсированные системы пиперидина и пирролидина (тропановые алкалоиды). к этой группе относятся алкалоиды скополамин, гиосциамин, атропин (растения семейства пасленовых).

4 группа - алкалоиды, производные хинолизидина.

К ним относятся термопсин, цитизин (виды термопсиса), пахикарпин (софора толстоплодная).

5 группа - алкалоиды, производные хинолина.

6 группа - алкалоиды, производные изохинолина.

Очень большая группа делится на несколько подгрупп. К этой группе относятся морфин, папаверин, кодеин (мак снотворный), глауцин (мачок желтый), хелеритрин, сангвинарин, протопин (чистотел большой, виды маклеи).

7 группа - алкалоиды, производные индола

8 группа - алкалоиды, производные имидазола. К этой группе относится алкалоид пилокарпин (род пилокарпус).

9 группа - алкалоиды, производные хиназолина. К ним относится алкалоид пеганин (гармала обыкновенная).

10 группа - алкалоиды, производные пурина. К ним относятся кофеин, теобромин (чай, кофе).

11 группа - дитерпеновые алкалоиды. К ним относятся алкалоиды аконитов и живокостей.

12 группа - стероидные алкалоиды. К ним относятся алкалоиды чемерицы, паслена дольчатого.

13 группа - алкалоиды неустановленного строения.

На основании этой классификации классифицируется и сырье, содержащее алкалоиды.

В основу классификации алкалоидов могут быть положены разные принципы, поэтому различают следующие классификации:

1. Ботаническая классификация, в зависимости от того, к какому семейству или роду относятся растения, содержащие алкалоиды. Например, алкалоиды спорыньи, алкалоиды амариллисовых, пасленовых.

2. Фармакологическая классификация по характеру действия. Например, алкалоиды обладающие курареподобным действием.

3. Биогенетическая классификация (классификация Хегнауэра). В основе этой классификации, которой предпочитают следовать биохимики, лежит представление об аминокислотах - предшественниках алкалоидов.

4. Химическая классификация - по характеру азотсодержащего гетероцикла. Эта классификация предложена академиком Ореховым. Её чаще всего и используют в фармакогнозии.

Распространение алкалоидов в растительном мире

В настоящее время из растений выделено около 5000 (по другим данным 10000) алкалоидов. алкалоиды обнаружены в растениях, составляющих примерно 10% от флоры Земного шара.

Наиболее широко алкалоиды распространены среди покрытосеменных. Особенно ими богаты семейства пасленовые, маковые, лютиковые, бобовые, кутровые, логаниевые, рутовые и другие.

Алкалоиды обнаружены также у голосеменных, хвощей, папоротников, мхов и плаунов.

В растениях алкалоиды, как правило, находятся в виде солей органических или минеральных кислот, растворенных в клеточном соке.

Содержание алкалоидов в растениях невелико и колеблется от тысячных долей процента до нескольких процентов. При содержании 1-3% алкалоидов сырье считается уже богатым алкалоидами. Только некоторые растения, например, хинное дерево, содержит 15-20% алкалоидов.

Большинство растений содержит несколько алкалоидов. Чаще всего у одного растения количественно преобладает один или 2-3 алкалоида, содержание других - значительно меньше. Алкалоиды одного растения, как правило, имеют довольно близкое строение.

У некоторых растений алкалоиды содержатся во всех частях в значительных количествах (красавка обыкновенная, красавка кавказская). Но у большинства растений алкалоиды преобладают только в каком-либо одном органе или части растения.

Так например, в чае китайском, белене черной алкалоиды накапливаются в листьях, в дурмане индейском, чилибухе - в плодах или семенах, в раувольфии, безвременнике великолепном - в подземных органах.

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

На образование и количественное содержание алкалоидов оказывает влияние фаза развития. В надземных частях растения максимальное количество алкалоидов отмечается в фазу цветения-плодоношения, в подземных органах - в фазу отмирания надземной массы.

Большое влияние на накопление алкалоидов оказывают внешние факторы: температура, влага. почва, свет, долгота дня, высота над уровнем моря.

Температура - содержание алкалоидов в растениях увеличивается в возрастанием температуры в местах из произрастания. Температура ниже 00 отрицательно влияет на содержание алкалоидов, так количество алкалоидов в листьях дурмана резко снижается после заморозков.

Влага - содержание алкалоидов в дождливые годы значительно ниже, чем в сухие годы.

Почва - с увеличением щелочности почв увеличивается содержание алкалоидов. Внесение азотистых удобрений повышает количество алкалоидов в растениях.

Долгота дня - при коротком световом дне количество алкалоидов в растениях больше, нежели при длинном световом дне.

Высота над уровнем моря - с увеличением высоты над уровнем моря содержание алкалоидов увеличивается, пример - виды скополии.

Самый первый алкалоид был получен в чистом виде в начале 19 века из опийного мака. Он получил название морфин в честь греческого бога сна Морфея, так как это вещество обладает снотворным действием.

Атропин- этот алкалоид содержится в растениях семейства паслёновых – белена, дурман, красавка-белладонна. На организм действует многогранно - возбуждает ЦНС, оказывает блокирующее действие на М-холинорецепторы. Уменьшается деятельность слюнных, потовых, желудочных, бронхиальных желёз, поджелудочной железы. Снижается тонус гладкомышечных органов, расширяются зрачки, нарушается отток внутриглазной жидкости, что приводит к повышению внутриглазного давления. Учащается сердцебиение, так как атропин оказывает тормозящее влияние на блуждающий нерв.

Атропин к тому же обладает центральным холинолитическим действием, из-за чего у пациентов с болезнью Паркинсона уменьшается дрожание и мышечная скованность.

Кроме того, из-за стимулирующего действия на кору головного мозга применение атропина в больших дозах может привести к психомоторному возбуждению, судорогам, галлюцинациям. В терапевтических дозах атропин возбуждает дыхание, а если дозу превысить- то может быть паралич.

Атропин состоит из 2 оптических изомеров - левовращающего и правовращающего. Левовращающий изомер носит название гиосциамин и он в 2 раза активней, чем атропин.

Скополамин - алкалоид группы атропина. Содержится в паслёновых. Вызывает расширение зрачка, аккомодацию, сердцебиение, уменьшение секреции пищеварительных и потовых желёз.

Благодаря центральному холинолитическому действию обладает седативным, снотворным эффектом, угнетает двигательную активность. Поэтому используется в психиатрии как успокаивающее, неврологии - для лечения паркинсонизма, в хирургии совместно с анальгетиками для премедикации.

Пожалуй, самый известный алкалоид-кофеин. Он содержится в листьях чая (3 %), семенах кофе(1-2%), орехах кола (до 2,35 %). Хоть и содержание кофеина больше в чае, общепризнанным источником кофеина является кофе, так как в чае содержатся такие вещества, как дубильные, обладающие вяжущим действием. Дубильные вещества как бы связывают часть кофеина.

На сосуды кофеин действует по-разному - сосуды головного мозга он сужает, сосуды брюшной полости и конечностей расширяет.

Хинин- алкалоид, содержащийся в хинном дереве. Применяется как противомалярийное средство.

Стрихнин- очень сильный яд, который содержится в семенах чилибухи. В небольших дозах используется в качестве тонизирующего и возбуждающего ЦНС средства. В больших дозах может вызвать судороги.

Кокаин – содержится в листьях коки. Листья жевали ещё много столетий назад древние индейцы. И они заметили, что язык при этом немел. А это потому, что кокаин обладает местно-анестезирующим действием, блокируя болевые нервные окончания. Относится к наркотическим средствам.

Сальсолин – алкалоид, выделен из растения солянка Рихтера. Обладает успокаивающим действием на ЦНС, гипотензивным, спазмолитическим действием.

Резерпин- алкалоид, выделенный из индийской травы раувольфия змеиная. Обладает гипотензивным действием, нормализует содержание серотонина головного мозга. Применяется для лечения психозов, гипертонии.

Секуринин - алкалоид, выделенный из секуринеги ветвецветной. Обладает тонизирующим действием на ЦНС.

Берберин - наиболее распространённый алкалоид в растениях разных семейств: барбарисовых, макоцветных, рутовых, лютиковых, луносемянниковых. Обладает успокаивающим, кровоостанавливающим действием. Применяется при холециститах с дискинезиях желчных путей, при калькулёзном холецистите в холодное время.

Эхинопсин - выделен из мордовника обыкновенного. Обладает выраженным тонизирующим действием на больных с гипотонией, применяется при астенических состояниях.

Значение алкалоидов в жизни растений окончательно еще не выяснено.

В настоящее время большинство ученых придерживаются теории о том, что алкалоиды в растениях одновременно выполняют различные функции. В частности они играют защитную роль и, кроме того, являются своеобразными стимуляторами и регуляторами биохимических процессов. Есть сведения об участии алкалоидов в окислительно-восстановительных реакциях.

В настоящее время используется более 60 видов лекарственного растительного сырья, содержащего алкалоиды.