Rola alkaloidów w życiu roślin nie została dotychczas wyjaśniona. Najprawdopodobniej są one efektem ich metabolizmu lub mają jakieś inne dotąd nie odkryte znaczenie. Produkowane są jedynie przez pewne rodziny roślin, bardzo rzadko przez zwierzęta. Zazwyczaj gromadzone są w postaci soli kwasów organicznych, w różnych częściach rośliny.
Charakterystyczne dla alkaloidów pod względem działania na organizm zwierzęcy jest to, że przeważnie w małych ilościach wykazują one działanie lecznicze, natomiast w większych stężeniach są silnymi truciznami. Przykłady obu zastosowań zostaną zaprezentowane poniżej. Alkaloidy zostały sklasyfikowane na podstawie ich pochodzenia roślinnego.

Jest to roślina występująca m.in. w Indiach i środkowej Afryce. Nasiona i liście kulczyby zawierają strychninę (1,5 %) i brucynę (1%), a także w mniejszej ilości pokrewne im alkaloidy: womicyne i kolubryne. Ze względu na budowę są to alkaloidy indolowe o złożonej strukturze siedmiopierścieniowej.

 

Biały krystaliczny proszek, bezwonny, o bardzo gorzkim smaku temperatura topnienia, w formie bezwodnej 178 oC, w formie hydratu 105 oC (w temperaturze otoczenia występuje jako di- lub terahydrat). Po podgrzaniu emituje toksyczne tlenki azotu. Słabo rozpuszczalna w wodzie, dobrze w alkoholu. Bardzo się pyli.

Jest bardzo silną trucizną (choć mniej toksyczną niż strychnina). Poraża ona ośrodkowy układ nerwowy i zakończenia nerwów. Symptomy zatrucia brucyną to konwulsje, nudności, nadpobudliwość i drgawki . Dawka śmiertelna wynosi około 100 mg , dożylnie 30 mg. Można ją przyjąć doustnie lub przez wdech. Ze względu na swoją znaczną pylność była przyczyną masowych zatruć pracowników w fabrykach, w których ją wytwarzano.

Była składnikiem leków pobudzających, a także znalazła zastosowanie do skażania alkoholu, jako dodatek do smarów , w preparatyce zaś do rozdzielania mieszanin racemicznych kwasów, jako składnik kosmetyków i jako wzorzec do oznaczania gorzkości (jednostki brucynowe)

 

Bezbarwny krystaliczny proszek, bezwonny, bardzo gorzki w smaku, temperatura topnienia -(270-290 oC), słabo rozpuszczalna w wodzie, dobrze w alkoholu.

Można się nią zatruć w wyniku połknięcia ,wstrzyknięcia, wchłonięcie przez skórę, kontakt z okiem, przez wdech, a także w skutek spożycia LSD, w którym podobno znajdują się małe ilości strychniny. Jeżeli jednak rzeczywiście tak jest, strychnina w LSD znalazła się za sprawą człowieka, gdyż oba te związki pochodzą z dwóch różnych roślin, które razem w środowisku nie koegzystują i niemożliwe jest aby strychnina była naturalnym produktem ubocznym wytwarzania LSD. Strychnina szybko wchłania się z przewodu pokarmowego do krwi i po 10-20 minutach (nawet po 60 minutach w przypadku doustnego spożycia, w zależności od tego czy żołądek był pusty czy pełny) zaczyna atakować układ nerwowy. Powoduje silne i bardzo bolesne skurcze wszystkich mięśni poczynając od mięśni szyi i twarzy, a następnie obejmuje kolejno nogi i ramiona. W trakcie trwania ataku skurcze cały czas nasilają się i nawet cichy dźwięk, błysk światła czy poruszenie mogą być przyczyną pogorszenia się stanu ofiary. Ciało zatrutego wygina się w tył i przód na postać łuku, aż w końcu podczas któregoś z napadów następuje śmierć na skutek uduszenia lub wyczerpania spowodowanego ciągłymi skurczami. Natychmiast występuje stężenie pośmiertne, unieruchamiając wykręcone ciało z wytrzeszczonymi oczami. Śmierć na skutek zatrucia strychniną jest śmiercią w męczarniach gdyż chory przez cały czas zachowuje przytomność umysłu, co więcej strychnina wywołuje uczucie strachu i niepokoju. Zgon następuje po kilkunastu minutach. Dawka śmiertelna wynosi od 30 mg-100 mg.
W małych dawkach (2-3 mg) strychnina wykazuje pozytywne działanie, gdyż zwiększa percepcje wrażeń zmysłowych -wyostrza wzrok słuch , polepsza poczucie smaku, węch, uczula na dotyk, poprawia samopoczucie , uaktywnia fizycznie i psychicznie, pobudza seksualnie. Z tego względu była kiedyś podobnie jak i brucyna stosowana jako lek pobudzający . Stosowano ją w postaci azotanu , czy jeszcze wcześniej w postaci izowalerianu podawanego dożylnie. Jednak ze względu na to, że dawkowanie preparatów zwierających strychninę musiało być bardzo precyzyjne, a także krótko trwałe gdyż strychnina posiada zdolność kumulowania się w organiźmie obecnie nie jest już stosowana. Wydalenie strychniny z ustroju trwa 5 dni. W dzisiejszych czasach strychnina znajduje zastosowanie do tępienia nadprogramowej populacji susłów, szczurów, kretów, a także i ptaków Niegdyś była używana jako afrodyzjak .
Takie działanie wykazuje również johimbina (prawoskrętny ester metylowy kwasu johimbowego). Ze względu na budowę jest to alkaloid indolowy o strukturze pięciopierścieniowej. Johimbinę obok innych alkaloidów otrzymuję się z kory zachodnio-afrykańskiego drzewa corynanthe yohimbe, kebraczo lub korzenia rauwolfi żmijowej. Johimbina działa na sympatyczny układ nerwowy powodując rozszerzenie naczyń krwionośnych i jest jednym z nielicznych afrodyzjaków uznanych przez medycynę. Na afrykańskim kontynencie jest również uważana za znakomity środek na zmęczenie czy wyczerpanie. Powinna być przyjmowana w małych dawkach i nigdy w towarzystwie alkoholu ponieważ taka mieszanka może powodować silne zatrucie. Nie jest ona wskazana dla ludzi z nadciśnieniem i problemami z sercem.
Kolejnym alkaloidem tej grupy jest rezerpina. Otrzymuję się ją z różnych gatunków rauwolfii (krzew występujący w Indii i w Afryce Południowej).Obok niej występują inne alkaloidy takie jak: ajmalina, serpentyna, rescynamina.
Rezerpinę wyodrębniono dopiero w 1952 roku . Znalazła ona szerokie zastosowanie jako składnik leków hipotensyjnych . Są to leki stosowane w przypadku nadciśnienia tętniczego krwi. Ich działanie polega na jego powolnym obniżaniu. Nadciśnienie tętnicze może prowadzić do powikłań w układzie sercowo-naczyniowym, udaru mózgu oraz ostrych incydentów wieńcowych. Obecnie jest jednak rzadko stosowana. Służy ona również do leczenia nerwic i psychoz, gdyż wykazuje działanie uspokajające.
Ajmalina - działa uspokajająco, znalazła zastosowanie jako środek przeciwarytmiczny.
Rescynamina - wykazuje podobne działanie farmakologiczne jak rezerpina.

 

 

Kurara jest nieszkodliwa po przyjęciu doustnym. Działa tylko i wyłącznie przy przedostaniu się do krwioobiegu (przy wstrzyknięciu lub podaniu dożylnym). Nie zatrzymuje również akcji serca -serce bije nawet po zatrzymania oddychania.
Kurara działa porażająco na mięśnie szkieletowe. Najpierw powoduje paraliż mięśni twarzy i szyi uniemożliwiając przełykanie czy ruch głową ,następnie porażane są mięśnie brzucha i przepony co w efekcie prowadzi do paraliżu płuc i śmierci w wyniku uduszenia. Horror zatrutego polega na tym , że jest on świadomy tego co się dzieje dopóki nie utraci przytomności. Odczuwa postępujący paraliż ale nie może nic zrobić -ani krzyknąć ani wykonać żadnego gestu. Dzięki takim właściwościom kurara była używana do polowania na małpy. Postrzelone tradycyjną bronią małpy (nawet śmiertelnie) pozostawały na drzewie -łapiąc się gałęzi -natomiast przy użyciu kurary, na skutek paraliżu od razu spadały z drzew.
Dawka śmiertelna wynosi 0,1 g/kg

 

Szczególnie znaczenie ma zwarta w kurarze tubokuraryna , która w postaci chlororku D-tubokuraryny jest wykorzystywana jako lek zwiotczający. W dawkach leczniczych rozkurcza mięśnie i poraża zakończenia nerwów ruchowych, czyli uniemożliwia skurcze mięśni, przez blokowanie neurohormonu acetylocholiny w wyniku łączenia się z jej receptorami. Lek ten podawany pozajelitowo, był wykorzystywany do leczenia tężca, zatruć strychniną i przykurczów .Główne jednak zastosowanie tubokuraryna znajduje podczas podawania narkozy w celu uzyskania pełnego zwiotczenia mięśni podczas zabiegów na klatce piersiowej i jamie brzusznej. Zatrzymuje ona normalne oddychanie i pozwala na umieszczenie pacjenta na respiratorze , umożliwiając w ten sposób operacje płuc.
W razie przedawkowania podaje się zatrutemu prostygminę lub fizostygminę.

Ze względu na strukturę jest to alkaloid o pierścieniu indolinowopirolidynowym. Obok kilku innych alkaloidów występuje w owocu afrykańskiej rośliny zwanej fasolą (lub bobotrutką) kalabarską. Jest ona silną trucizną . Fasola kalabarska była stosowana przez mieszkańców Afryki zachodniej przy wyrokowaniu "sądów bożych". Substancja o właściwościach wymiotnych zawarta w łupinie nasienia ratowała niekiedy oskarżonego od śmiertelnego zatrucia.

 

ALKALOIDY SPORYSZU (POCHODNE INDOLU)
 

Wszystkie alkaloidy sporyszu są amidami kwasu lizergowego. Dotychczas wyodrębniono 12 alkaloidów -tworzą one sześć par związków izomerycznych dających się przekształcić jeden w drugi. Każda para zawiera alkaloid lewoskrętny o działaniu fizjologicznym i izomer prawoskrętny -fizjologicznie praktycznie nieczynny.
Nazwy poszczególnych izomerycznych par:

• ergobazyna - ergobazynina    (inne nazwy ergobazyny- ergometryna, ergonowina)
• ergotamina - ergotaminina
• ergozyna - ergozynina
• ergokrystyna - ergokrystynina
• ergokryptyna - ergokryptynina
• ergokornina - ergokorninina

Sporysz (buławinka czerwona ) (Claviceps purpurea) jest grzybem pasożytującym na słupkach kwiatów żyta. Zamiast ziarniaka zboża w dojrzałych kłosach wykształca się forma przetrwalnikowa grzyba - tzw sklerota. Ma ona postać czarnych rożkowatych tworów i to w niej zawarte są silnie trujące alkaloidy.
Sporysz wywołuje niebezpieczna chorobę epidemiczną zwaną ergotyzmem. Do 1850 roku uważano go za część zboża i dlatego ziarno ze sporyszem zmielone na mąkę było w przeszłości przyczyną zatruć na wielką skalę (ostatnio 1951 we Francji). Sporysz m.in. wywołuje kurczenie się obwodowych naczyń krwionośnych, co w ostrzejszej odmianie egortyzmu, prowadziło do gangreny , a w rezultacie do odpadania różnych członków ciała jak palce u rąk , u nóg, uszy. Towarzyszył temu palący ból.

Zastosowanie alkaloidów sporyszu w medycynie:

Ergotamina

Wywołuje skurcze mięśni gładki naczyń, a także skurcze mięśni gładkich macicy co wykorzystywane było niegdyś do ułatwiania porodów. I dlatego wraz z ergonowiną była stosowana jako oksytocyny. Powodowała szybsze kurczenie się mięśnia macicy, co prowadziło do zaciśnięcia się naczyń krwionośnych i zahamowania krwotoku poporodowego. Nie można jej było stosować w czasie ciąży i porodu ,tylko i wyłącznie po odejściu łożyska. Obecnie ergotamina znajduje zastosowanie jako lek przeciw migrenie.

Ergonowina

Jej pochodne ( maleinian i pół syntetyczny winian metyloergonowiny) znajdują szerokie zastosowanie jako oksytocyny.

Dihydroergotoksyna

Pół syntetyczna pochodna alkaloidów sporyszu ma zastosowanie jako lek psychopobudzający. Poprawia pamięć i zdolność uczenia się, poprawia ukrwienie mózgu.

LSD-25 dwuetyloamid kwasu (+)-lizergowego

Do czasu delegalizacji w 1966 roku środek ten był stosowany początkowo do leczenia schizofrenii, uzależnień (alkohol , kokaina), a także był wykorzystywany w leczeniu dzieci autystycznych.
LSD-25 stosowany w dawkach 50-150 ug oddawał duże usługi psychoanalizie, gdyż pozwalał na przypomnienie dawno przeżytych bolesnych wrażeń bez zaangażowania uczuciowego.

CYKUTA (szalej jadowity, pietraszyca wodna)

Jest to roślina wodna rosnąca w szuwarach przy brzegach zbiorników wodnych. Wszystkie jej części są trujące. Liście rośliny są podobne do liści selera i pietruszki i z tego względu są często z nimi mylone.
Cykuta zawiera alkaloidy o pierścieniu piperydynowym lub pirydynowym , takie jak : koiinine (izomer prawoskrętny), N-metylokoniinę (izomer prawo i lewoskrętny), kohidrynę. Występują one również w nasionach pietrasznika plamistego (inne nazwy: szczwół plamisty, psia pietruszka, weszka ) w postaci soli z kwasem jabłkowym i kofeinowym. Roślina ta rośnie na nieużytkach, śmietnikach, wokół rowów, w miejscach cienistych. Po jej rozdarciu wydziela się mysi zapach, a to za sprawą Koiininy (2-propylopiperydyna). To właśnie niej cykuta zawdzięcza swoje trujące właściwości. Koniina jest bardzo silną trucizną ,wchłania się przez skórę i błony śluzowe powoduje paraliż nerwów ruchu (poraża mięsnie szkieletowe), w większych dawkach powoduje śmierć wskutek paraliżu ośrodka oddechowego. Synteza koniiny była pierwszą syntezą alkaloidu naturalnego. Miało to miejsce w 1886 roku.

Dawka śmiertelna - 60 mg/kg (0,5 g-1g).
Sok z korzenia cykuty był stosowany przez starożytnych Greków do wykonywania wyroków sądowych m.in. w 390 r p.n.e w ten sposób zginął Sokrates.

ALKALOIDY PSIANKOWATYCH
 

Najważniejszymi spośród alkaloidów psiankowatych są: racemiczna atropina, jej optycznie czynny izomer lewoskrętny -hioscyjamina i lewoskrętna skopolamina. Występują one w pokrzyku wilczej jagodzie, lulku czarnym czy w bieluniu dziędzierzawie. Wszystkie te rośliny są silnie trujące.
Alkaloidy psiankowatych zaliczane są pod względem budowy do alkaloidów tropanowych (alkaloidy ze skondensowanymi pierścieniami pirolidynowymi i piperydynowymi) ,a prócz nich do tej rodziny zaliczają się także tropina, i kokaina .Wszystkie one są pochodnymi tropanu .
Hioscyjamina jest estrem tropiny z kwasem (-) tropowym . Natomiast atropina jest estrem tropiny z kwasem (+-) tropowym . Hioscyjamina jest postacią , w której alkaloid występuje w roślinie, a atropina powstaje z hioscyjaminy w wyniku racemizacji, która zachodzi bardzo łatwo. Podczas suszenia surowców roślinnych praktycznie cała hioscyjamina ulega racemizacji do atropiny. Dowiedziono jednak, że atropina w bardzo małych ilościach, także znajduje się w roślinie.

Atropina

Znosi wpływ nerwu błędnego na serce, co wykorzystuje się w trakcie zabiegów chirurgicznych w celu zapobiegnięcia zatrzymaniu akcji serca wskutek pobudzenia tego nerwu (jest to najdłuższy nerw parasympatyczny ciągnący się od głowy do jamy brzusznej). Atropina obniża również wydzielanie soków żołądkowych, śliny i potu. Ponadto działa rozluźniająco na mięśnie przewodu pokarmowego, dróg żółciowych i moczowodów dlatego stosowana jest w stanach skurczowych układu pokramowego (kolki jelitowe, żółciowe, żołądkowe i nerkowe).Nawet mała ilość atropiny powoduje rozszerzenie źrenicy oka, co wykorzystywane jest jako reakcja biologiczna do rozpoznania atropiny . Poraża ona również akomodację oka (zdolność przystosowywania się oka do dobrego widzenia z różnych odległości -na przemian małych i dużych). Niegdyś wykorzystywało się te zdolności atropiny w badaniach okulistycznych ale czas działania atropiny na źrenicę oka jest bardzo długi . Utrzymuje się przez kilki dni i dlatego została ona wyparta przez inne leki. Atropinę podaję się również w przypadku zatruć inscektydami fosfoorganicznymi, niektórymi grzybami, a także glikozydami. Wykazuje ona także działanie uspokajające i przeciwwymiotne co wykorzystuje się w przypadku chorób lokomocyjnych. Stosuje się ją w postaci siarczanu.
Zatrucie atropiną objawia się częstoskurczem i światło wstrętem, suchością w ustach , podwyższeniem temperatury, skóra staje się sucha i zaczerwieniona. Toksyczne dawki atropiny hamują oddychanie, pobudzające centralny układ nerwowy , często wywołują halucynacje. Bardzo duże  dawki wywołują śpiączkę. Zgon następuje w wyniku porażenia ośrodka oddechowego. Podobno murzyni, osoby stare i cukrzycy słabiej reagują na atropinę.

Hioscyjamina

Wykazuje takie same właściwości fizjologiczne co atropina, tyle, że silniejsze. Mimo wszystko w lecznictwie częściej stosowana jest atropina. Na rynkujednak dostępne są również preparaty hioscyjaminowe. Hioscyjamina występuje w nich w postaci chlorowodorku lub siarczanu. Ani hisocyjaminy , ani atropiny nie można stosować w przypadku występowania jaskry, gdyż powodują one wzrost ciśnienia śródgałkowego!

Skopolamina

Ester skopiny z lewoskrętnym izomerem kwasu tropowowego. Skopolamina, zwana także hioscyną wchłania się dobrze przez skórę, działa porażająco na zakończenia nerwów przywspółczulnych. Używana była jako lek uspokajający w przypadku niektórych chorób psychicznych i z tego powodu nazywano ją 'farmakologicznym kaftanem bezpieczeństwa". Wzmaga działanie leków przeciwbólowych i dlatego podawano ją przed operacjami. W połączeniu z morfiną jest używana w stanach ostrej manii i delirium. Wywołuje zamroczenie, utratę woli oraz zdolności samodzielnego myślenia i działania, co wykorzystują służby specjalne do wymuszania zeznań tzw "serum prawdy". Ma działanie przeciw wymiotne i może być stosowana w przypadku chorób lokomocyjnych. Jest także wykorzystywana do łagodzenia objawów choroby Parkinsona. W formie bromowodorku, metylobromku lub butylobromku wchodzi w skład wielu preparatów.

 

ALKALOIDY KORY CHINOWEJ

Głównymi alkaloidami kory chinowej (wysokogórski krzew występujący w regionch Andów) są chinina i cynchonina Towarzszy im również ok. 20 innych alkaloidów (m.in. chinidyna i cynonidyna- stereoizomery chininy i cynchoniny). W roślinie alkaloidy są związane są z różnymi kwasami np. chinowym i chinchinowym.

Zastosowanie

Chlorowodorek chininy znajduje zastosowanie jako lek przeciwmalaryczny , przeciw bólowy i przeciw gorączkowy. Chininę zawierały dwa znane leki Amidochin i Izochin , którymi do niedawna leczono objawy grypy , przeziębienia oraz stosowano w stanach podgorączkowych. Obecnie leków tych już się nie produkuje. Podobno Izochin był całkiem skuteczny. Ponadto chinina i chinidyna pobudzają wydzielanie soków trawiennych i ułatwiają przyswajanie soków trawiennych. Chinina dodawana jest również do napojów orzeźwiających np. toniku. Chinidyna (prawoskrętny izomer chinininy) wykazuje działanie przeciw arytmiczne.