Алкалоиди - от убиване до изцеление
Алкалоиди - от убиване до изцеление
Алкалоиди - молекули не само на живота, но и на смъртта. Това са лекарствени вещества, спасяващи от болести, и престъпни, замесени в много трагедии: войни, убийства, наркомания.
Алкалоидите не се намират във всеки организъм. Но производителите на тези отрови живеят на всички обитавани континенти. Алкалоиди има в мухоморка и ергот, в хвощ и лира, в голосеменни и покритосеменни. Доскоро учените приписваха на алкалоидите само веществата на растенията и гъбите, но подобни съединения бяха открити и при животните (вижте статията „Лекарство от отрова на крастава жаба“). Повечето от тях се намират в покрити със семена растения и те са по-често срещани при двудолните, отколкото при еднодолните. В някои семейства има много растения с алкалоиди, в други са малко, в някои изобщо не се срещат. Но ако растението съдържа алкалоиди, то най-често няколко наведнъж, понякога до 50.
Алкалоидите се класифицират по растителния род, в който се намират, или по химическата им структура. Известни са алкалоидите на аконит, аспидосперм, цинхона, ергот, ефедра, ипекакуана, лупина, опиум мак, рауволфия, дива роза, картофи, стрихнос (повръщане), йохимбе и други.
Химическата им класификация се основава на структурата на азотно-въглеродния скелет. Основните структурни класове включват пиридин, пиперидин, тропан, хинолин, изохинолин, индол, имидазол, стероид, дитерпеноид, пуринови алкалоиди. Те се образуват от аминокиселини, както и от ацетатни и терпенови остатъци.
Защо растенията се нуждаят от алкалоиди не е ясно. Може би те неутрализират нежеланите вещества, тъй като често се срещат в „отпадъците“: листа, кора, плодове. Може би отровите предпазват растенията от животни или регулират физиологичните процеси. Въпреки това, 85-90% от растенията се справят добре без алкалоиди.
Алкалоидите се произвеждат главно в гъби и растения и въздействат върху животните и обикновено засягат нервната и мускулната системи. Химическата основа за тяхното действие обикновено е ясна. Много хормони и медиатори в тялото на животните са амини или пептиди, също производни на аминокиселини. Това са ацетилхолин, адреналин, норепинефрин, серотонин, допамин, ендорфини и други. Алкалоидите са химически подобни на тях. Попадайки в тялото на животно или човек, те се свързват с рецептори, предназначени за регулаторни молекули на самото тяло, и блокират или задействат различни процеси, например предаването на сигнал (ацетилхолин) от нервните окончания към мускулите.
Ацетилхолинът предава нервни импулси в някои области на централната нервна система, във вегетативните възли, в окончанията на двигателните и парасимпатиковите нерви. Холинергичните рецептори на нервите на сърцето, гладката мускулатура и жлезите, разположени зад ганглиите, се активират от мускарин - отрова от мухоморка и се блокират от атропин. Холинергичните рецептори, разположени в областта на ганглиозните синапси и в соматичните невромускулни синапси, се активират от никотин и се блокират от тубокурарин.
Физиолозите описват последиците от отравянето с алкалоиди още през 19 век и те започват да разбират молекулярната кухня едва през 20 век.
между другото, наблюдателни хора забелязаха ефектите на алкалоидите, без да чакат научни открития. И след като забелязаха, започнаха да кандидатстват. До 19 век алкалоидите се използват в растенията или сок, извлечен от тях. Няколко приложения съществуват от незапомнени времена.
Индианците предположиха, че ще намажат върховете на стрелите с кураре отрова - сокът от филцовия хондодендрон. След това стрелите визуално убедиха участниците в лова или военните действия колко е важно да се научат и използват природните сили.
Умишленото отравяне не се ограничаваше само до война. Сокът от бучиниш в демократична Гърция е използван като екзекутивно оръжие. В диалога на Платон Федон е описано как отровата е повлияла на Сократ. И все пак най-известните алкалоиди станаха благодарение на известните отравяния и криминалистика.
През 1836 г. англичанинът Джеймс Марш излезе с точен за онези времена метод за определяне на арсен в тялото на отровен човек. Методът му е усъвършенстван от французина Матие Жозеф Орфила, основателят на токсикологията и съдебната медицина. Оттогава престъпниците стават все по-склонни да използват билкови отрови, включително алкалоиди. По време на минерализацията на тъканите, убити от киселина (както беше направено при откриване на арсен), растителните отрови бяха унищожени и не беше възможно да бъдат намерени.
По това време химиците се бяха научили да изолират чисти алкалоиди.
През 1805 г. Фридрих Цертурнер извлича морфин от опиум. През 1809 г. Луис Вокелин изолира никотин от тютюна. През 1818 г. Пиер Пелтие и Джозеф Каванто откриват стрихнин в еметика. През 1819 г. Фридлиб Рунге открива хинин в кората на дървото цинхона, а през 1821 г. кофеин в кафето. Пиер Робике открива наркотик през 1817 г. и кодеин през 1832 г.