Алкалоиды рода Carex на Европейском северо-востоке России
енным обезболивающим и
противокашлевым средством; пиперин – алкалоид черного перца (Piper nigrum);
берберин – алкалоид из корней барбариса обыкновенного (Berberis vulgaris);
стрихнин – очень ядовитый алкалоид, содержащийся в семенах чилибухи
(Strychnos nux-vomica) и используемый при некоторых сердечных болезнях и
для истребления грызунов; эметин содержится в корне ипекакуаны (Cephaelis
ipecacuanha, рвотный корень) – рвотное и противопротозойное средство,
применяется для лечения амебной дизентерии; кокаин содержится в листьях
тропических растений рода Erythroxylum, главным образом в коке (E. coca),
используется в медицине как местноанестезирующее средство:
[pic]
[pic]
[pic]
§2. Распространение алкалоидов в растительном мире.
Согласно данным, берущим свои истоки из трудов академика А.П.Орехова
(1955), алкалоиды находятся не во всех растениях и число последних
невелико. Но из-за малого изучения растений в этой области можно ожидать
определенных перемен в сторону увеличения числа видов алкалоидсодержащих
растений. Распределение алкалоидов между ботаническими видами довольно
неравномерно. Некоторые семейства богаты алкалоидоносными представителями,
в других царит отсутствие таковых.
Часто растения, стоящие близко одно к другому в системе ботанической
классификации, заключают в себе ряд алкалоидов, весьма близких по своему
строению и образующих естественную группу. Но известны случаи, когда из
двух весьма близких между собой ботанических видов один богат алкалоидами,
а другой или совершенно их не содержит, или же содержит алкалоиды другого
строения. Раньше считалось, что определенные алкалоиды являются
характерными и специфичными для определенных ботанических семейств или даже
видов, и не встречаются ни в каких других растениях. Однако по мере
рассмотрения этого вопроса выявился ряд случаев, когда один и тот же
алкалоид был найден в растениях, стоящих очень далеко одно от другого в
ботанической классификации и принадлежащих к совершенно разным свойствам.
Поскольку число таких случаев довольно велико, их нельзя считать
исключениями и не может идти речи о строгой ботанической специфичности
алкалоидов.
В растительном организме обычно распределение алкалоидов бывает
довольно неравномерно. Локализация алкалоидов происходит преимущественно в
определенных частях. Например, в видах Cincona алкалоиды находятся главным
образом в коре, тогда как у аконитов главная их масса находится в клубнях.
У ракитника алкалоиды сосредоточены главным образом в семенах, в кокаиновом
кактусе в листьях.
Известны случаи, когда одни части растений очень богаты алкалоидами, тогда
как в других частях того же растения они полностью отсутствуют или
содержаться в гораздо меньшем количестве.
Различные части одного и того же растения могут отличаться между собой
также и качественными содержанием алкалоидов, т.е. в различных частях
растений могут находиться разные алкалоиды. Например, корень мачка
бахромчатого содержит исключительно хелеретрин и сангвинарин, тогда как в
надземных его частях находятся только протопин, коридин и аллокриптопин.
Поэтому при изучении новых растений необходимо исследовать отдельно
различные их части. Кроме того, как процентное содержание, так и
качественный состав алкалоидной смеси могут меняться в течение года в
зависимости от стадий развития растений.
Процентное содержание алкалоидов, заключающихся в каком-либо органе
растения, обычно невелико. Известно, правда, несколько примеров – хинное
дерево, барбарис, коридалис и др., когда содержание алкалоидов доходит до
10-15 %. Но такие случаи являются редкими исключениями, и растения,
содержащие 1-2 % алкалоидов, считаются уже богатым сырьем. В ряде же
случаев содержание алкалоидов измеряется десятыми, а иногда и сотыми долями
процента. Процентное содержание алкалоидов подвержено сильным колебаниям,
зависящим не только от изучаемой части растения, но и от времени года
(периода вегетации) и условий произрастания: климата, почвы, удобрения,
влажности и т.д. При этом за время вегетации оно может или непрерывно
расти, или же сначала увеличиваться, а затем падать. Поэтому для тех
алкалоидоносных растений, которые имеют производственное значение, нужно
знать, в какой момент количество алкалоидов достигаем максимума, что может
быть достигнуто путем изучения динамики их накопления и изменения их
состава, чтобы установить таким образом оптимальный момент сбора.
Для культивируемых видов алкалоидоносных растений путем селекции и
агромероприятий не только увеличить общее содержание алкалоидов, но и
изменить их качественный состав в желательную для исследователя сторону.
Количественное и качественное содержание алкалоидов может сильно меняться
от перенесения дикорастущего растения в иную обстановку. Иногда такое
дикорастущее алкалоидоносное растение в культуре теряет свои алкалоиды или
же их состав сильно меняется, что, конечно, объясняется только
нецелесообразными условиями культуры, не соответствующими тем, к которым
дикорастущее растение приспособилось в процессе эволюции.
Один алкалоид растение содержит только в очень редких случаях, т.к.
при детальном изучении не исключена возможность, что в нем будут найдены
другие алкалоиды. В большинстве случаев в растении находится смесь
нескольких алкалоидов, число которых может доходить до 15-20 и даже более.
Обычно алкалоиды находятся в растении в виде солей различных
органических или минеральных кислот. Особенно часто встречаются они в виде
солей яблочной, лимонной, щавелевой, янтарной и дубильной кислот (таннин).
Далее встречаются соли уксусной, пропионовой и молочной кислот. Из
минеральных кислот встречаются серная, фосфорная, роданистоводородная. В
некоторых растениях алкалоиды связаны с кислотой, являющейся характерной
для данного растения, например аконитовой (в аконите), хинной (в хинной
корке), меконовой (опий).
§3. Биосинтез и возможные функции в растениях. Фармакологическая
активность.
В основе биосинтеза алкалоидов лежит образование соответствующих
гетероциклов. Исходными веществами для образования гетероциклов, содержащих
азот, являются аминокислоты или продукты их декарбоксилирования - амины.
Приведем конкретные схемы образования ряда гетероциклов на основании опытов
по кормлению растений мечеными аминокислотами. Меченые атомы углерода
обозначены звездочками.
Глутаминовая кислота и орнитин служат источниками образования пирролидина:
[pic]
Орнитин, введенный в листья белены, включается в тропановое кольцо
гиосциамина:
[pic]
Никотиновая кислота и орнитин в листьях табака превращаются в никотин:
[pic]
Из никотиновой кислоты у клещевины образуется рицинин, а сама никотиновая
кисота возникает из аспаргиновой кислоты и глицеринового альдегида:
[pic]
При кормлении мака Papaver somniforum мечеными фенилаланином и тирозином
был получен морфин, содержащий изохинолиновое кольцо.
[pic]
Лизин превращается в амин кадаверин, который является непосредственным
предшественником анабазина, лупинина, спартеина и других алкалоидов:
[pic]
Тирозин служит источником горденина; из фенилаланина образуется эфедрин.
[pic]
[pic]
Алкалоид из проростков ячменя грамин образуется из триптофана:
[pic]
При синтезе стероидных алкалоидов атом азота внедряется в кольцо при
помощи реакции трансаминирования.
Большинство алкалоидов содержит [pic] группу. Метильные группы у таких
алкалоидов, как никотин, рицинин, гиосциамин, морфин и др., появляются в
результате переноса их от метионина и аналогичных соединений. Источником
метильных групп могут служить также муравьиная кислота, формальдегид, серин
и гликолат.
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.
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
| |  скачать работу |
Алкалоиды рода Carex на Европейском северо-востоке России |
