Alkaloidok

(Alkaloid szócikkből átirányítva)

Az alkaloidok az élővilágban elterjedt nitrogén tartalmú, másodlagos anyagcseretermékek, melyek a nitrogén atomtól eredő, bázikus karakterrel rendelkező, legtöbbször erős farmakológiai hatást mutató, olykor mérgező hatású vegyületek. A ma ismert több mint tízezer alkaloid döntő zöme növényekben fordul elő, de megtalálhatók baktériumokban, gombákban vagy ritkábban állatokban is.[1][m 1]

Az alkaloidok a nevüket az alkáliákhoz hasonló, az N-atomtól alkalikus tulajdonságaik alapján kapták.

Az alkaloidok fogalmának pontosításaSzerkesztés

Az ide tartozó vegyületek kémiailag rendkívül eltérőek, ezért szerkezetük alapján nem sorolhatók a szerves kémiában általánosan elfogadott egyetlen vegyületcsaládba sem. Az alkaloidok olyan növényi vagy állati eredetű, nitrogéntartalmú bázikus karakterrel rendelkező anyagok, amelyek erős farmakológiai hatással rendelkeznek. Az ide sorolt vegyületek kémiai tulajdonsága, származása és a szervezetre gyakorolt hatása együttesen definiálja az alkaloidokat.[2]

Az alkaloid elnevezés Carl Friedrich Wilhelm Meißner (1792-1853) német gyógyszerésztől származik, aki 1819-ben használta először az elnevezést, éppen arra utalva, hogy ezek az élő eredetű szerves bázisok az alkáliákhoz hasonló, lúgos kémhatású, a savakkal sót képező molekulák.[3]

Az említett definíció további pontosításra szorul, mert nem szokták az alkaloidok közé sorolni az egyszerűbb szerkezetű, kisebb szénatomszámú aminokat – pl. metil-amint, etil-amint, benzil-amint – még akkor sem, ha ezek az aminok a növény- vagy állatvilágban is megjelennek. A szakirodalom sem kezeli egységesen a fogalmat. Nemritkán ide sorolják a farmakológiailag hatásos növényi eredetű aralkil-aminokat is (efedrin, meszkalin, stb.). Általában elfogadott, hogy az N-atom a legtöbb esetben a gyűrűbe van zárva, heterociklust képez, némely esetben az aromás karbociklus vagy a heterociklus oldalláncán helyezkedik el, és csak kivételes esetben található tisztán az alifás láncban.[1] Számos szerző tovább szűkíti az alkaloidok definícióját és csak azokat a növényi bázisokat tekinti alkaloidnak, amelyek heterociklikus gyűrűbe zárt nitrogénatomot tartalmaznak és emellett jellegzetes farmakológiai hatást mutatnak.[4]

Mindezeket figyelembe véve nyilvánvaló, hogy a csoportosítás határait, a szerkezet kereteit nehéz szabatosan megfogalmazni.

Az alkaloidok előfordulásaSzerkesztés

A bioszféránkban előforduló alkaloidok döntő zöme növényi eredetű, a növényi metabolizmus mellékterméke, melyeknek pontos növényélettani szerepe, rendeltetése még nem tisztázott. Egyes szerzők véleménye szerint feladata az erős farmakológiai vagy kifejezetten toxikus hatás miatt a növényevő állatokkal szembeni védelem. Ennek ellentmondani látszik az a tény, hogy bár a növényevő állatok valóban kerülik az ilyen tartalmú növényeket, de az alkaloidok már a növényevő állatok kialakulása előtt megjelentek a növényekben.

A bioszintézis során képződött alkaloidok a növényekben található szerves savakkal képzett sók alakjában, a növény különböző részeiben, szöveteiben halmozódnak fel.

Egy adott növényben a legnagyobb mennyiségben található alkaloidot főalkaloidnak, a kisebb mennyiségben megjelenőket mellékalkaloidnak nevezik. A mellékalkaloidok száma növényektől függően akár két számjegyű is lehet. Egyazon növényben felhalmozódó alkaloidok általában kémiailag rokon szerkezetűek.[5] A hasonló kémiai szerkezet arra enged következtetni, hogy a növény azonos vagy rokon prekurzorokból (előanyagból) – pl. ugyanabból az aminosavból – építi fel az alkaloidjait.[6]

Az állatvilágban a növényekkel ellentétben csak kis számban találhatók alkaloidok. Az egyik legelfogadottabb hipotézis szerint az alkaloidok tekintetében a növények és állatok közötti nagy számbeli különbség oka, hogy az állatok a nem kívánatos másodlagos anyagcsere-termékeiket – elsősorban a vesén keresztül a vizelettel – képesek a szervezetükből eltávolítani. A növények nem rendelkeznek olyan szervvel, amelynek segítségével a számukra feleslegesé vált hasonló termékeiktől megszabadulhatnának, ezért azt valamely növényi részben (levél, szár, gyökér, fakéreg, stb.) felhalmozzák.[1]

Az alkaloidok emberi szervezetre gyakorolt hatásaSzerkesztés

Az alkaloidok definíciójának egyik kritériuma, hogy a molekula erős farmakológiai hatással rendelkezzen.[7] Félreértésre adhat okot, hogy az ismeretterjesztő írásokban vagy a szakirodalomban gyakran farmakológiai hatás helyett fiziológiás hatás, esetleg toxikus hatást említenek, ami magyarázatra szorul.

A szervezetben előforduló endogén anyagok, amelyek a szervezet fiziológiás állapotát a normális élettani határok között befolyásolni képesek (hormonok, modulátorok, biogén aminok, szöveti hormonok, stb.), azok fiziológiás hatást gyakorolnak a szervezetre. Azok a molekulák, amelyek nem a szervezetből származó endogén anyagok, hanem úgynevezett testidegen xenobiotikumok és képesek a szervezet normális fiziológiai állapotát megzavarni, azok farmakológiai hatást gyakorolnak a szervezetre vagy mérgezés esetén toxikus hatás váltanak ki. Mivel az alkaloidok testidegen xenobiotikumok, ezért helyes megfogalmazásban farmakológiai vagy toxikus hatásról kell beszélni. Habár ezek az anyagok a normális élettani működés megzavarására képesek, ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy egyértelműen veszélyes és haszontalan molekulák lennének a orvostudomány kezében.[8]

Ezek a hatások sok esetben terápiás célra is felhasználhatók, ezért az alkaloid tartalmú növények a gyógyszeripar fontos alapanyagát képezik. Ahhoz, hogy egy alkaloid gyógyszerként alkalmazható legyen, három tulajdonsággal kell rendelkeznie.[9]

  • Az egyik legfontosabb követelmény a megfelelő terápiás hatásszéleség. Ez azt jelenti, hogy a terápiás hatást kiváltó dózisban lehetőleg ne jelentkezzenek toxikus tünetek. A terápiás dózist emelve minél később jelentkeznek a nem kívánt hatások, annál biztonságosabb a gyógyszer. A morfin például a jól használható fájdalomcsillapító hatás mellett nagyobb dózisban a légzőközpontot is bénítja.[10] Ha ez a másodlagos hatás a fájdalomcsillapításra használt dózis sávjában jelentkezne, akkor a morfint nem lehetne használni klinikai célra. Az olyan molekulák, amelyeknek a terápiás dózisa hamar „átcsap” toxikusba, túl nagy kockázatot jelentenek az orvosi alkalmazásban. Az ilyen alkaloidokból van több.
  • A farmakológiai hatás lehetőleg egységes legyen. A legtöbb alkaloid egyszerre többféle – farmakológiai és klinikai szempontból értékes – hatással is rendelkezik, amelyek orvosi felhasználás esetén problémát jelenthetnek. Az orvos általában egy adott betegségnek a kezelésére használja a gyógyszert és nyilvánvaló komplikációkat okoz, ha a szer több, egymástól eltérő vagy ellentétes hatást vált ki a beteg szervezetében.
  • Az alkalmazott farmakológiai hatás ne okozzon irreverzibilis, azaz helyre nem hozható változásokat a szervezetben.

A felsorolt szigorú kritériumok a legtöbb alkaloidot kizárják a terápiás alkalmazásból. Némely esetben a farmakológiailag ígéretes és nélkülözhetetlen alkaloidokat kivonják a növényekből, majd úgynevezett félszintetikus gyógyszerek gyártásához használják. Ennek lényege, hogy az eredeti molekulán olyan apró kémiai változtatásokat eszközölnek, amely módosítás után az alkaloid a fenti kritériumoknak megfelel. Ilyen jellegű módosításoknak akkor van értelme, ha az alapmolekula szerkezetileg bonyolult és a teljes szintézise költségesebb lenne, mint a növényből kinyert molekula módosítása.[1]

Az alkaloidok csoportosítása kémiai szerkezetük alapjánSzerkesztés

A ma ismert több mint tízezer alkaloid kémiai szerkezete rendkívül eltérő, amit hatástani sokszínűségük és bioszintézisük csak tovább bonyolít. Jellemzően az alkaloidokkal foglalkozó minden szakterület másként rendszerezi a molekulákat. Alábbiakban az egyik legelfogadottabb csoportosítás kerül ismertetésre, mely rendszer kiinduló pontja az alkaloidokban mindig jelen levő nitrogénatom, melynek jellege a molekulában domináló és mind a kémiai szerkezet, mind a farmakológiai hatás szempontjából egyaránt specifikus.[11]

Ismertebb alkaloidokSzerkesztés

  • kapszaicin, (Capsicum), paprika.
  • kinin, (Cinchona pubescens), vörös kínafa kéreg.
  • morfin, (Papaver somniferum, Papaveraceae), mák.
  • kodein, (Papaver somniferum, Papaveraceae), mák.
  • papaverin, (Papaver somniferum, Papaveraceae), mák.
  • kokain, (Erythroxylon coca), kokacserje.
  • LSD (lizergsav-dietilamid), (LSD-25) nevű alkaloid, az anyarozsból.
  • meszkalin, (peyote, Lophophora williamsii), gömbkaktusz.
  • nikotin, (Nicotiana tabacum, N. rustica),
  • novokain,
  • sztrichnin (Strychnos nuxvomica), ebvészmag.

stb.

Mérgező hatású alkaloidokSzerkesztés

[12]

  • akonitin: külsőleg, izgató, égető, viszkető, bizsergő érzést okoz a bőrön. Később az idegvégződéseket bénítja. Hatása hasonló a veratrinéhoz. A szájban, torokban, a nyelven égető érzést okoz. 2-6 óra eltelte után hányinger, nyálfolyás, erős hányás, általános bénulás, súlyos fájdalmak következnek be. A halál a 8. óra után áll be, fájdalmas (kólikás) hasmenés, nyakizom paralízis, szívritmuszavar konvulzió következtében.
  • atropin: hatására delírium, hallucináció, tachikardia, perifériás értágulat, alacsony vérnyomás, kóma, kipirosodott bőr, pupillatágulat, a központi idegrendszer károsodása, vizelet retenció jelentkezik. Hatása anticholinerg hatás.
  • citizin(en): hatása a nikotinéhoz hasonló. Súlyos hányás, amely órákig tarthat, alacsony vérnyomás, fokozott szívműködés, izombénulás, szívroham, légzésbénulás. Molekuláris képlete: C11H14N2O.
  • L-kanavarin: alvászavart, szpasztikus izomkontrakciókat okoz.
  • kelidonin: pupillatágulást, a szem-, a fül- és az orrnyálkahártya érzékenységét okozza, valamint alvászavart, konvulziókat és érzészavarokat.
  • koniin: hatása a nikotinéhoz hasonló, amely nagymértékben függ a szervezetbe jutó mennyiségtől. A nikotin-szerű hatás kétfázisos: központi idegrendszer stimulálás, majd depresszió és a légzőizmok paralízise következhet be. Az első tünetek a hányinger, konfúzió, légzés csökkenés, izombénulás. A halál gyors, amely a légzésbénulás következtében állhat be. (Pl.: a foltos bürök (Conium maculatum) fő hatóanyaga.)
  • lupanin: drog. Hatása hasonló a sparteinéhez izom-kontrakciókat, remegést, görcsöket és nehézlégzést okoz. (Gyógynövényekben is megtalálható, Pl.: seprűzanót-ban (Cytisus scoparius)).
  • protoanemonin: külsőleg irritáló, hólyaghúzó hatása van. A szájban, garatban felmaródásokat, hastáji fájdalmakat, hasmenést, szájulcerációt, vérhányást, valamint súlyos gyomor-bélgyulladást okoz.
  • protoveratrin A.: hányinger, hányás, nehézlégzés, cianózis, izomgyengeség, konvulziók szerepelnek az általa okozott tünetek között.
  • protoveratrin B.: drog. Természetes anyag. Szívvezetési zavart, aritmiát, hányinger, hányást, cianózist, valamint zavartságot okozhat.
  • spartein: drog, természetes termék, izom-kontrakciókat, nehézlégzést, remegést és görcsöket okozhat.
  • szkopolamin: ugyanaz a hatása, mint az atropiné.
  • szolasonin: paraszimpatikomimetikus anyag. Befolyásolja a spermatogenezist, degeneratív elváltozásokat, valamint interstitiális nephritis okozója lehet. Hepatocelluláris necrosist és leukocytosist is okozhat.
  • szolanikapszin: drog. Természetes anyag. Paraszimpatikomimetikus hatása van.
  • szeneciomin: álmosság, konvulziók, szapora légzés, akut tüdőödéma, hepatitis (hepatocelluláris nekrózis), fetotoxicitás okozója lehet.


MegjegyzésekSzerkesztés

  1. Némely szakirodalmi forrás az alkaloidok definícióját csak a növényekre szűkíti le.

JegyzetekSzerkesztés

  1. a b c d Kovács Kálmán, Halmos Miklós: A szerves kémia alapjai. Tankönyvkiadó, Budapest, 1972. 605-621. oldal.
  2. Lásztity Radomir: Az élelmiszer biokémia alapjai. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1981. 82. oldal ISBN 963 231 092 6
  3. Friedrich C., von Domarus C.: Carl Friedrich Wilhelm Meissner (1792–1853) – gyógyszerész, alkaloida kutató. Pharmazie. 1998. 53: 67-73.
  4. T.W. Graham Solomons, Craig B. Fryhle, Scott A. Snyder: Organic Chemistry. Wiley. 2014. 907. oldal. ISBN 978-1-118-13357-6
  5. Florea S., Panaccione D. G., Schardl C. L.: Ergot Alkaloids of the Family Clavicipitaceae. Phytopathology. 2017. 107: 504-518.
  6. Erdey-Grúz Tibor: Természettudományi lexikon. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1967. 1. kötet, 126. oldal.
  7. Brunton, L.L.: Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics. New York, McGraw-Hill Medical Publishing Division, 2006. 11. kiadás, 191–192 oldal, ISBN 0-07-142280-3
  8. Page C., Curis, M., Sutter, M., Walker, M., Hoffman, B.: Integrated Pharmacology. Mosby, Edinburgh, London, New York, Philadelphia, St. Louis, Sydney, Toronto (2002) 2. kiadás, 2002. 3–6. oldal. ISBN 0 7234 3221 X
  9. Erdey-Grúz Tibor: Természettudományi lexikon. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1967. 1. kötet, 133. oldal.
  10. Gyires K., Fürst Zs.: A farmakológia alapjai, Budapest, Medicina Könyvkiadó Zrt., 2011. 2. kiadás, 485–486. oldal, ISBN 978 963 226 324 3
  11. Erdey-Grúz Tibor: Természettudományi lexikon. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1967. 1. kötet, 134. oldal.
  12. Dr. Bordás Imre és Dr. Tompa Anna MÉRGEZŐ NÖVÉNYEK, NÖVÉNYI MÉRGEK Budapest 2006. ISBN 963-210-038-7

További információkSzerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Alkaloidok témájú médiaállományokat.