Acțiunea toxică sau curativă aplantelor medicinale a fost cunoscută din cele mai vechi timpuri, încă din vremurile preistorice, după cum consideră arheologii Arlette Leroi Gourhan și Ralph Salecki. Aceștia au descoperit într-o zonă situată la nord deBagdad, alături de rămășițe umane, de tipul celor dinNeanderthal, urme deplante cunoscute pentru proprietățile lor medicinale. Or, după cum se știeomul din Neanderthal a trăit acum cel puțin 60000 ani.Omul primitiv a separat produsele toxice, de cele folositoare pentru alimentație, el întâlnindu-se la fiecare pas cu diferite acțiuni și a căutat în jurul lor tot ceea ce îi putea alinadurerile cînd era bolnav.Cucuta se cunoștea din vremea luiSocrate și grecii administrau o băutură cu extract decucută condamnaților lamoarte. Efectul stimulant al frunzelor decoca (Erytroxylon coca) era cunoscut de poporul incaș, care folosește aceste frunze pentru mărirea rezistenței fizice. Amerindienii cunoșteau de multă vreme rolul excitant și defatigant al frunzelor mestecate decoca, dar și efectele dezastruoase asupraorganismului în momentul când era introdusă înorganism în doze prea mari. Din acest motiv ei mestecau aceste frunze , în maniera indicată de practicile tradiționale, spre a înfrângefoamea și în special oboseala dată de distanțele imense. PoetulAbraham Cowley compune la vremea sa chiar unpoem, dedicat virtuților acesteiplante, care se încheie cu următoarele treiversuri:
Trei frunze ajung pentru 6 zile de marș
Omul din Quito înzestrat cu această provizie
Poate străbate întinșii Anzi, scăldați în nori.
Tot ei cunoșteau proprietățileantimalarice ale scoarței deCinchona succirubra, după cum semnalează un călugăr augustin, Calaugha, care în1639 publică într-o carte religioasă apărută înSpania următorul fragment:
In regiuneaLoxa crește unarbore pe care locuitorii îl numesc arborele defriguri, și a cărui coajă, de culoareascorțișoarei, transformată in pulbere și administrată într-o cantitate echivalentă cu greutatea a douămonede mici deargint și dizolvată într-o băutură, vindecăfebra și accesele ei ; ea a dat rezultate miraculoase înLima .
Opiul, un produs rășinos obținut din capsulelemacului, era folosit din cele mai vechi timpuri. ÎnantichitateTeofrast, șiNicandros fac referințe la otrăvirea cuopiu,Nicandros fiind primul care ne lasă o descriere sumară aintoxicației:cel care bea o băutură în care intră și suc demac, cade într-un somn profund; membrele i se răcesc,ochii devin ficși, osudoare abundentă apare pe corp, fața devine palidă, buzele i se umflă, ligamentele maxilarului inferior se relaxează ,unghiile devin livide,ochii îi cad inorbite. Cu toate acestea, nu trebuie să te sperii de acest aspect, însă trebuie să îi administrezi repede bolnavului o băutură caldă, preparată dinvin amestecat cumiere și să i se scuture corpul cuenergie, astfel ca bolnavul să vomite.
Dioscorides, însecolul I e.n., cunoștea perfect metoda de colectare și preparare aopiului, iar recomandările sale pentru prepararea siropului demac, numitdiacodion, sunt în esență nemodificate înfarmacopeile moderne. Celebra băutură azeilor dinOlimp, cunoscută și sub denumirea deambrozie, este mai mult ca sigur că nu a fost altceva decât un obișnuitdecoct dehașiș.
Aceeași băutură investită cu aceleași virtuți de imortalitate o găsim și înmitologia hindusă sub denumirea deamrita. O altă băutură celebră amitologiei elene –nephentes- și care mult timp a fost considerată ca fiind un produs alimaginației prodigioase a luiHomer, există ca atare. Aceastăbăutură dând uitare durerii și necazurilor, după cum se precizează înOdiseea, nu este decât un produs pe bază deopiu. Tot in Odiseea se precizează că această băutură intră înGrecia prinElena, celebra soție a regeluispartanMenelaos, care la rândul ei o primește de la egipteanca Polydamna, soția lui Thomis, căci înEgipt în specialpământul roditor produce un mare număr de plante, unele salutare altele mortale. Grațiepapirusului descoperit in1873 de Georg Moritz Ebers și care datează din anul1550 î.e.n., respectiv din cea de a XVIII-adinastie găsim dovezi incontestabile despre cunoașterea de către urmașii lui Amenophis I a virtuțilorhalucinogene șisedative aleopiului. Acestpapirus care pe bună dreptate poate fi considerat cel mai vechi tratat demedicină al omenirii, menționează existența a circa 700 de remedii, între care intră cele pe baza deopiu, toate consemnate inpapirusul Ebers. Vechiicretani adorau pe o așa numită zeiță a macilor, care eraMnemosyne și care în același timp era și mamaMuzelor, iarmacul, respectivPapaver somniferum, este după cum știm depozitarul a numeroase principiihalucinogene.Plinius cel Bătrîn descrie în celebra sa carteIstoria naturală efectele semințelor demac, planta pe care o așază în categoria ierburilorcare aduc înaintea ochilor fantome și iluzii distractive și agreabile.
Otrăvitorii de profesie dinEvul Mediu întrebuințau adesea plante otrăvitoare cabelladona, pentru a produce un tip deintoxicație adeseori cu acțiune prelungită. Acest fapt l-a determinat peLinné să numească plantaAtropa belladona, dupăAtropos, una dintre cele 3 ursitoare, cea care taie firul vieții. În anul1817 farmacistul Sertürner, dinHanovra, atrage atenția asupra pricipului extras dinopiu, pe care îl denumeștemorphium dupăMorfeu, zeul nopții și alsomnului, care subliniază efectul de bază almorfinei. Odată cu această descoperire, putem spune că începe cu adevărat studiul alcaloizilor, iar de acești compușiazotați își leagă numele numeroși oameni de știință: chimiștii și farmaciștii Pelletier și Caventou, Woskressenski, Dumas, Robiquet, Laurent, Gerhardt, Lassaigne, Roussin, Tanret. În1818 Caventou și Pelletier descoperăstricnina, pe care o izolează din nuca vomică (Nux vomica). În1820 Runge găseștechinina în scoarța de quinquina (Cinchona succirubra) șicofeina încafea (Coffea arabica). În1827 Gieseke reușește să extragăconiina dincucută (Conium maculatum), Passell și Reinmann separănicotina (1828) din frunzele detutun (Nicotiana tabacum), iar în1831 Mein obțineatropina prin tratareabeladonei.
Tabel cu principalii alcaloizi și datele descoperirilor acestora
Cantitățile în care se găsesc alcaloizii variază în limite foarte largi, de obicei în plante se găsesc amestecuri de alcaloizi în care un alcaloid este majoritar. Alcaloizii au o răspândire inegală înorganele plantelor:
Alcaloizii au cel puțin unatom deazotheterociclic, acesta fiind de cele mai multe ori terțiar, mai rar cuaternar.Heterociclurile se pot condensa între ele sau cu alte cicluri astfel încâtmoleculele alcaloizilor pot deveni de tip policiclic sau macrociclic. Datorită grefării pe nucleu a numeroase grupări funcționale, unii alcaloizi pot prezenta caracter fenolic (morfina), alții de tipulatropinei ,reserpinei pot formaesteri,eteri (codeina) sau alcaloizi glicozidati (solanina dincartof). De obicei au activitate optică, fiindlevogiri (cei mai des întâlniți și cu cea mai mare activitate farmacologică) saudextrogiri, activitate imprimată deatomii decarbon aiacizilor cu care seesterifică: (acidul tropic, în cazulhiosciaminei șiscopolaminei). Și orientarea substituenților în pozițiile S sau R conferă modificarea acțiuniifarmacologice (chinina -8S, 9R esteantimalaric, în timp cechinidina -8R 9S este antiaritmic clasa 1A, conform clasificării lui Vaughan Williams).
În mod curent alcaloizii se clasifică atât pe criteriul structurii chimice, cât și pe cel al originii lor. Astfel, alcaloizii cunoscuți se împart în următoarele categorii:
alcaloizii izochinolinici, galantaminici; tot din aceștiprecursori provin și unii protoalcaloizi (efedrina, catinona, capasaicina) și betalaine (indicaxantina)
Proprietățile diferă în funcție de prezența sau absențaoxigenului în structura lor, dar și de forma în care se găsesc. Alcaloizii oxigenați sunt cristalizați, incolori, cu excepțiaberberinei (colorată în galben)sanguinarinei (culoare roșie). August puternic amar și sunt optic active. Sunt solubili în solvenți apolari (eter,benzen,cloroform), sunt insolubili sau parțial solubili inapă.Alcaloizii cuaternari și pseudoalcaloizii sunt solubili înapă și înalcool, insolubili însolvenți organici apolari.Alcaloizii sub formă desăruri sunt substanțe solide, cristalizate, fărămiros, cugust foarte amar sipuncte de topire nete, solubile înapă și înalcool.
Însuși denumirea lor de alcaloizi, care derivă din arabulal-kaly (sodă), arată principala lor proprietate,bazicitatea. Aceasta variază în limite foarte largi și este imprimată de perechea deelectroni aiatomului deazot, de sistemulheterociclic, de prezența unor dublelegături și de grupele electrofile adiacenteazotului. Dacă în jurulatomului sunt grupealchil (grupe respingătoare deelectroni)bazicitatea crește. Grupările atrăgătoare deelectroni (carboxil) reduc disponibilitateaelectronilor de laatomul deazot, implicit reducîndbazicitatea sau chiar anulând-o. Datorită bazicității,soluțiile apoase de alcaloizi sunt instabile, fapt de care trebuie ținut cont la extracția lor. Pentru extracția, purificarea și conservarea lor, se utilizează acizi minerali (azotic,clorhidric,sulfuric), iar din acestesoluții sunt deplasați prin intermediul unor baze (amoniac, sauhidroxizialcalini).
2.extracția propriu-zisă și purificarea (se efectuează la rece, prin agitare și extracție repetată, în aparat Soxhlet, iar la alegereasolventului trebuie ținut cont de toxicitatea acestuia, inflamabilitate, ușurința recuperării acestuia pentru o refolosire ulterioară.
Extracția cusolvenți polari (alcool concentrat sau 40-70%) se efectuează la rece (macerare,percolare) sau la cald (refluxare)
Ușurința de deplasare a alcaloizilor bază în alcaloizi sare (cu ajutorul acizilor anorganici sau organici), sau din alcaloid-sare în alcaloid bază (prin alcalinizare lapH 8-9) și extracție cusolvent apolar
galben sau roșu, precipitat care se descompune la cald
IONESCU-MATIU
Sol. saturată de acid picric în alcool 5% cuglicerină
cristale galbene, caracteristice
Aceste reacții sunt specifice tuturor substanțelor azotate, dar și substanțelor neazotate care dau ioduri duble (cumarine, furanocromone, lignani), după cum există și alcaloizi care nu precipită cu acești reactivi (alcaloizii purinici). Există și reacțiile caracteristice (în general de culoare) care se folosesc pentru identificare:
reacția Vitali-Morin folosită pentru alcaloizii tropanici: în prezențaHNO3 fumans și aKOH alcoolic, se formează esteri nitrici sau nitroderivați, violeți (în prezență deacetonă crește stabilitatea - reacție utilizată în fotocolorimetrie)
reacția murexidului - pentru alcaloizii purinici: clorat de potasiu în mediu deHCl (formare deacid purpuric), în prezență de amoniac se transformă în sarea de amoniu a acidului purpuric, de culoare roșie-violetă
soluția de vanilal 1% în acid fosforic - identificarea glicoalcaloizilor.
reacția Oberlin Zeisel: sol. de clorură ferică 1-5% în mediu de acid percloric - alcaloizii dinRauwolfia.
radiațiile UV -alcaloizi din Chinae cortex după tratare cuacid formic.
Metode gravimetrice: în cazul existenței unei cantități suficiente de alcaloizi. Se precipită alcaloidul cu soluții de:acid picric (reacția Hager),picrolonic (reacția Knorr), reacția Bertrand
Complexonometrice: se precipită alcaloidul cu un exces de reactiv, exces care este titrat cucomplexonă
Reacția Ionescu-Matiu: are la bază precipitarea alcaloizilor cureactiv Mayer-Veltzer, izolarea și mineralizarea precipitatului cuamestec sulfonitric, precipitarea cu nitroprusiat a sulfatului de mercur rezultat din mineralizare, izolarea și dizolvarea precipitatului in clorură de sodiu. Cantitatea de alcaloid se calculează in functie de cantitatea de mercur intrată în reacție
Colorimetrice: utilizează diferiți reactivi, care dau colorații intense cu alcaloizii, colorații care pot fi citite:
-PABA (acid p-dietil aminobenzoic) cu alcaloizii lisergici - colorație violetă, sau gri-verzui
-Vitali-Morin (vezi mai sus)
-Fericianura de potasiu este redusă demorfină la ferocianură, iar aceasta în prezența clorurii ferice formează ferocianura ferică (albastru de Prusia)
Spectrofotometrice: se folosesc radiațiile electromagnetice din regiunea UV (185-400 nm), vizibil (400-800 nm) sau IR (peste 800 nm)
Unii cercetători consideră că alcaloizii, datorită toxicității lor sunt substanțe de apărare ale plantelor împotriva dăunătorilor, ei fiind toxici pentru majoritatea animalelor (excepție iepurii care pot consuma frunze deAtropa belladonna, fără a suferi intoxicații datorita prezentei unei enzime numită tropanon esteraza). Alții consideră alcaloizii ca depozitare aazotului organic, există și ipoteza că ar avea un anumit rol în transformările biosintetice ale unor substanțe, sau mai nou că asigură protecția plantelor împotriva acțiunii nocive a oxigenului singlet1O2. Datorită faptului că structura alcaloizilor este extrem de variată, și acțiunea lor este complexă:
