Чтобы сообщить нам о грамматической ошибке на сайте
выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Тематические статьи
Алкалоиды - от убийства до исцеления
Алкалоиды — молекулы не только жизни, но и смерти. Это вещества лекарственные, спасающие от болезней, и криминальные, замешанные во множестве трагедий: войнах, убийствах, наркомании.
Алкалоиды можно найти не в любом организме. Зато производители этих ядов живут на всех обитаемых континентах. Есть алкалоиды в мухоморах и спорынье, в хвощах и плаунах, в голосеменных и покрытосеменных растениях. До недавних пор ученые относили к алкалоидам только вещества растений и грибов, однако похожие соединения найдены и у животных (см. статью «Лекарство из яда жаб»). Большинство их содержится в покрыто-семенных, причем в двудольных они встречаются чаще, чем в однодольных. В одних семействах много растений с алкалоидами, в других — мало, в каких-то они не найдены совсем. Но если в растении есть алкалоиды, то чаще всего сразу несколько, порой до 50.
Алкалоиды классифицируют по родам растений, в которых они находятся, или по химической структуре. Известны алкалоиды аконита, аспидоспермы, хинного дерева, спорыньи, эфедры, ипекакуаны, люпина, опийного мака, раувольфии, крестовника, картофеля, стрихноса (рвотного ореха), иохимбе и другие.
Химическая их классификация основана на строении азотно-углеродного скелета. Главные структурные классы включают пиридиновые, пиперидиновые, тропановые, хинолиновые, изохинолиновые, индольные, имидазольные, стероидные, дитерпеноидные, пуриновые алкалоиды. Они образуются из аминокислот, а также из ацетатных и терпеновых остатков.
Зачем алкалоиды нужны растениям, непонятно. Возможно, они обезвреживают нежелательные вещества, поскольку часто встречаются в «отбросах»: листьях, коре, плодах. Может быть, яды защищают растения от животных или регулируют физиологические процессы. Однако 85-90% растений прекрасно обходятся без алкалоидов.
Рис 1. Чилибуха (рвотный орех)
Производятся алкалоиды в основном в грибах и растениях, а действуют на животных, причем обычно поражают нервную и мышечную системы. Химические основы их действия, в общем, понятны. Многие гормоны и медиаторы в организме животных — амины или пептиды, также производные аминокислот. Это ацетилхолин, адреналин, норадреналин, серотонин, дофамин, эндорфины и другие. Алкалоиды в химическом отношении похожи на них. Попав в тело животного или человека, они связываются с рецепторами, предназначенными для регуляторных молекул самого организма, и блокируют или запускают разнообразные процессы, например передачу сигнала (ацетилхолина) от нервных окончаний мышцам.
Ацетилхолин передает нервные импульсы в некоторых областях ЦНС, в вегетативных узлах, в окончаниях двигательных и парасимпатических нервов. Холинорецепторы нервов сердца, гладкой мускулатуры, желез, расположенных за ганглиями, активируются мускарином — ядом из мухоморов и блокируются атропином. Холинорецепторы, расположенные в области ганглионарных синапсов и в соматических нервно-мышечных синапсах, активируются никотином и блокируются тубокурарином.
Последствия отравления алкалоидами физиологи описывали уже в XIX веке, а разбираться в молекулярной кухне начали только в двадцатом.
прочем, наблюдательные люди заметили эффекты алкалоидов, не дожидаясь научных открытий. А заметив, начали применять. До XIX века алкалоиды использовали в составе растений или выделенного из них сока. Несколько способов применения появились в незапамятные времена.
Индейцы догадались мазать наконечники стрел ядом кураре — соком хондодендрона войлочного. После этого стрелы наглядно убеждали участников охоты или боевых действий, как важно познавать и использовать силы природы.
Преднамеренные отравления не ограничивались войной. Сок цикуты в демократичной Греции использовали в качестве орудия казни. В платоновском диалоге «Федон» описано, как яд подействовал на Сократа. И все же наиболее известными алкалоиды стали благодаря знаменитым отравлениям и криминалистике.
В 1836 году англичанин Джеймс Марш придумал точный по тем временам метод определения мышьяка в теле отравленного. Его способ усовершенствовал француз Матьё Жозеф Орфила, основоположник токсикологии и судебной медицины. С тех пор преступники стали чаще применять растительные яды, в том числе и алкалоиды. При минерализации тканей убитого кислотой (как это делали при обнаружении мышьяка) растительные яды разрушались, и найти их не удавалось.
Как раз к этому времени химики научились выделять чистые алкалоиды.
В 1805 году Фридрих Зертюрнер извлек из опиума морфий. В 1809 году Луи Воклен выделил из табака никотин. В 1818 году Пьер Пельтье и Жозеф Каванту обнаружили в рвотном орехе стрихнин. В 1819 году Фридлиб Рунге открыл хинин в коре хинного дерева, а в 1821-м — кофеин в кофе. Пьер Робике открыл наркотин в 1817-м и кодеин в 1832-м.
Все эти яды давали щелочную реакцию, реагировали с кислотами и получили название алкалоиды — «похожие на щелочи». Знания о них распространялись, и преступники начали все чаще пользоваться чистыми алкалоидами, например морфием, никотином, стрихнином.
Уже в 1823 году во Франции подсудимого обвиняли в убийстве при помощи морфия. Один из убитых скончался после неожиданно начавшейся рвоты и общей слабости; врач заметил у него слабый пульс и странно суженные зрачки. Врачи и физиологи, призванные в качестве экспертов, не сумели помочь следствию, не могли даже точно сказать, сужает морфий зрачки или расширяет. Обвинительный приговор был вынесен на основании других сведений.
Криминалистам стало проще искать преступников после того, как бельгиец Жан Серве Стас в 1850-1851 годах разработал метод обнаружения алкалоидов в теле пострадавшего. Он экстрагировал ткани эфиром, а затем определил, что в экстракте содержится горькое маслянистое коричневое вещество с запахом табака. Это был никотин, которым отравили убитого.
Способ Стаса оставался главным методом определения алкалоидов в криминалистике до середины XX века. В дополнение к экстракции химики разработали химические реакции на отдельные алкалоиды, которые давали с каждым веществом определенные оттенки цвета. Например, смесь реактива Мэке с экстрактом, содержащим морфий, окрашивается сначала в оливковый, затем в голубовато-фиолетовый цвет, а позднее опять становится оливковой с красным пояском.
Криминалисты прибегали и к физиологическим пробам. Амбруаз Тардьё в 1864 году получал из тканей трупа экстракт и вводил его в кровь собаке или лягушке. Если наблюдалось известное физиологическое действие, это доказывало наличие яда. В XX веке разработали методы идентификации алкалоидов по форме кристаллов их солей, по точке плавления кристаллов, с помощью ультрафиолетовой и инфракрасной спектроскопии, рентгеновского структурного анализа, хроматографии.
Второе, гуманное, применение алкалоидов тоже насчитывает тысячелетия. В качестве лекарств они были знакомы начиная со знахарских времен. Китайцы более 5000 лет под названием «ма-хуан» используют надземные части растений рода Ephedra (в нашу фармакопею до середины 80-х годов прошлого века входил раствор эфедрина, выделенного из этого растения).
Среди алкалоидов есть обезболивающие средства (морфин, кодеин); стимуляторы центральной нервной системы (стрихнин, бруцин), мидриатики, расширяющие зрачок (атропин, гиосциамин), миотики, суживающие зрачок (физостигмин, пилокарпин), и другие. Некоторые алкалоиды действуют, как адреналин: возбуждают симпатическую нервную систему, стимулируют сердечную деятельность и повышают кровяное давление (эфедрин, эпинефрин). Другие снижают кровяное давление (резерпин, протовератрин А). Иногда алкалоиды служат противоядиями, например атропин — при отравлениях морфием и фосфорорганическими инсектицидами. Выдающуюся роль сыграли препараты алкалоидов, убивающие паразитических простейших, так, хинин стал оружием против малярийного плазмодия.
Неудивительно, что алкалоиды заинтересовали не только химиков и криминалистов, но и физиологов, фармакологов, врачей, а затем биохимиков. В XX веке растения — источники этих веществ уже выращивали в специальных хозяйствах, а селекционеры выводили новые сорта мака, белены, паслена, беладонны и прочих ядовитых трав.
Третье применение алкалоидов — стимуляция нервной системы. Африка подарила миру кофе, Азия — чай, Америка — шоколад, мате и табак, а позже — кока-колу. Привязанность человечества к кофеину, теофиллину и теобромину, входящим в состав бодрящих напитков, привела к важным последствиям. На кофейные плантации в Америке завозили черных рабов, и это привело к смешению черной, желтой и белой рас. (А завоевывать и обживать жаркие районы планеты европейцам помог еще один алкалоид, открытый индейцами, — уже упоминавшийся хинин.)
Порой мягкая стимуляция превращалась в жесткую. Инки для снятия усталости при долгих переходах жевали листья коки с кокаином; конкистадоры, заставляя индейцев работать на рудниках, давали им эти листья вместо зарплаты. В результате повышалась работоспособность, а затем и смертность.
Эта линия применения продолжилась в допингах, к которым прибегали спортсмены и работники спецслужб. Сейчас спортсмены уже не применяют алкалоиды для стимуляции, но еще недавно чемпион, закапавший в нос эфедрин, мог попасться на допинге.
Четвертое применение алкалоидов — в обрядах. Шаманы ели мухоморы, чтобы общаться с духами, варяжские воины — чтобы возбудить свой боевой дух, индейцы Южной Америки употребляли кактусы, в Азии курили гашиш и опиум. В древних цивилизациях обряды проходили под надзором жрецов и были, вероятно, жестко регламентированы. В средневековье ведьмы и колдуны, несомненно, знали галлюцинаторные растения и использовали для приготовления зелья дурман, белену и беладонну.
Потом появилась наркомания. Первой ее жертвой стал Китай. Английские купцы ввозили туда опиум из Бенгалии в обмен на чай. В первой половине XIX века наркомания в Китае достигла размеров эпидемии, начала всерьез угрожать существованию государства. Попытки чиновников защититься от опасности привели к войнам, в которых победили вооруженные артиллерией и ружьями армии Англии и ее союзников. Только коммунистический режим смог противостоять наркомании в Китае.
Европейское общество познакомилось с привезенными с Востока наркотиками (гашиш, опиум) в начале XIX века. Они стали популярны как болеутоляющие лекарства и как средства для путешествий в мир фантазии, обещая творцам стимуляцию воображения и новые трудовые успехи на ниве творчества. Читатели, наверное, представляют, чем им пришлось расплачиваться за «химическое» вдохновение. В XX веке наркомания распространилась во многих странах мира.
Новый виток наркомании начался в 1960-е годы, когда развитые страны преодолели последствия войны и часть молодежи перестала понимать, в чем смысл жизни. Кого-то увлекала возможность новых ощущений, кого-то — протест против буржуазного благополучия. С тех пор наркобизнес стал самым прибыльным видом нелегальной деятельности.
Затевая споры на медико-этические темы, не лишним будет вспомнить, что человечество уже много тысяч лет знакомо с веществами, которые могут служить и гению, и злодейству, с помощью которых можно убивать и спасать. Очевидно, противоборство отравителя и криминалиста, наркоторговца и врача продолжится и в новом веке.
М. Ускарин
По материалам журнала «Химия и жизнь XXI век» № 9 за 2004 год
Закладки по теме: алкалоиды
Голосов: 2
Просмотров: 7903
Комментариев: 0
Комментариев: 0
