alkaloider (medisin)

Krimforfatteren Agatha Christie har i flere av sine bøker brukt alkaloidet stryknin som dødelig gift.

Av /NTB Scanpix ※.

Artikkelstart

Alkaloider er fellesnavn på en stor gruppe nitrogenholdige forbindelser som finnes i naturen, de er ofte baser. Over 30 000 alkaloider er beskrevet, de fleste fra planter, men de finnes også i noen sopper, i mikroorganismer og i dyreriket.

Faktaboks

Uttale
alkaloˈider
Etymologi

av alkalier og gresk -oid, 'lignende, lik'

Mange av alkaloidene virker på sentralnervesystemet, noen brukes som legemidler, mens andre er modellsubstanser for syntetiske legemidler (se tabellen helt nederst i artikkelen). Eksempler på alkaloider brukt som legemidler er morfin, kinin og atropin. Alkaloider brukes også som rus- og nytelsesmidler. Mange alkaloider er sterke giftstoffer og kan virke beskyttende mot angrep fra andre organismer.

Alkaloider klassifiseres utifra hvordan de er bygd opp kjemisk. Alle alkaloider har et nitrogenatom som stammer fra en aminosyre. Ofte er alkaloider bygd opp av en ringstruktur.

Forekomst i naturen og funksjon

Alkaloidenes strukturer slik de normalt klassifiseres

Ildsalamander, Salamandra salamandra. Foto: Thor Håkonsen. Gjengitt med tillatelse.

Av .
Lisens: Begrenset gjenbruk

Til sammen er det beskrevet mer enn 30 000 alkaloider med naturlig opprinnelse. Alkaloider er vanligst i planteriket, og enkelte plantefamilier er særlig rike på alkaloider, for eksempel valmue-, amaryllis-, soleie- og søtvierfamiliene. Mer enn 22 000 alkaloider er kjent fra planteriket. Alkaloidene kan forekomme i alle plantedeler, men de finnes gjerne i større mengder i én eller noen få plantedeler, som for eksempel bark, blader, røtter og frukter. Alkaloider finnes også i noen sopparter, slik som rød fluesopp og fleinsopp.

Mange plantealkaloider har en bitter smak og kan beskytte plantene mot å bli spist av beitedyr. Alkaloider kan også hindre angrep fra insekter eller mikroorganismer, eller produseres som respons på angrep. For eksempel vil alkaloidinnholdet i noen arter øke når planten skades. I dyreriket har de lignende funksjon, de er kjemiske forsvarsstoffer og beskytter mot å bli spist av andre dyr.

I dyreriket er alkaloider kjent i salamander, padder og frosk. Mange av disse alkaloidene er trukket ut fra (ekstrahert fra) skinnet på pilgiftfrosk og ble opprinnelig kalt «dendrobatid»-alkaloider. Det første alkaloidet isolert fra dyreriket var samandarin fra den europeiske ildsalamanderen. Alkaloider er også utbredt i organismer som lever i havet, som for eksempel svamper. Legemiddelet trabektidin (en type cellegift) er isolert fra sjøpungarten Ecteinascidia turbinata.

Alkaloider som giftstoffer

Mange alkaloider er giftige, men det varierer hvor giftige de er og hvordan de virker.

Stryknin

Et av de mest kjente giftstoffene blant alkaloidene er stryknin. Stryknin er blant annet brukt som dødelig gift i flere av bøkene til Agatha Christie. Stryknin er et indolalkaloid og finnes blant annet i revekake (Strychnos nux-vomica). Inntak av stryknin gir muskelrykninger, kramper og åndedrettslammelse (pustestopp).

Akonitin

Aconitum lycoctonum ssp. septentrionale, tyrihjelm. Foto fra: Besstrond i Vågå, Norge. Tyrihjelm inneholder en type alkaloid kalt akonitin.

Planter i hjelmslekta (Aconitum) inneholder det svært giftige diterpenalkaloidet akonitin. Akonitin virker både på det sentrale og perifere nervesystem, og forårsaker blant annet lammelse i muskulatur, kvalme og oppkast. Dødelig dose er anslått til mellom tre og seks milligram og gir åndedrettslammelse (pustestopp) og eventuelt hjertesvikt. Akonitinalkaloider finnes i tyrihjelm (Aconitum lycoctonum), også kjent som lusehatt. Beitedyr unngår vanligvis å spise tyrihjelm, men inntak kan skje i dårlige beitesesonger og forårsake alvorlig forgiftning.

Pyrrolizidinalkaloider

Pyrrolizidinalkaloider er også sterke giftstoffer og forårsaker leverskader. De finnes blant annet i rubladfamilien, kurvplantefamilien og erteblomstfamilien. Fra kurvplantefamilien er åkersvineblom (Senecio vulgaris) og landøyda (Senecio jacobaea) kjent for å inneholde ulike pyrrolizidiner med leverskadelig effekt. Urtemedisin eller husdyrfôr kan forurenses av pyrrolizidinholdige vekster og forårsake forgiftninger.

Koniin

Det antas at et uttrekk av planten giftkjeks med alkaloidet koniin var giften Sokrates måtte drikke. Sokrates skal ha dødd i år 399 fvt.

Av .

Koniin er et piperidinalkaloid fra planten giftkjeks (Conium maculatum) og inntak av seks til åtte blader av giftkjeks er antydet som dødelig dose. Koniin virker ved å hemme respirasjonen. Et uttrekk av giftkjeks antas å ha forårsaket Sokrates død i år 399 fvt.

Cytisin

Cytisin er et kinolizidin-alkaloid og ansvarlig for den giftige virkningen til prydplanten gullregn (Laburnum anagyroides). Det er frøene som har høyest innhold av alkaloidet. Lignende giftige kinolizidin-alkaloider finnes i lupiner.

Muskarin

Giftvirkningen til flere sopparter skyldes alkaloider, blant annet innhold av muskarin som finnes i rød fluesopp (Amanita muscaria), traktsopper (Clitocybe species) og trevlesopper (Inocybe species). Muskarin gir kolinerge effekter, og mellom 40 og 495 milligram er antatt som dødelig dose for mennesker.

Sekalealkaloider

Sekalealkaloider er giftstoffer i meldrøye, et hvilestadium av soppen Claviceps purpurea som dannes på forskjellige kornslag, særlig på rug. De kalles også ergotalkaloider og klassifiseres som terpenoid-indolalkaloider. Inntak kan forårsake ergotisme, som er en alvorlig forgiftningstilstand hvor blant annet blodtilførselen til fingre og tær nedsettes og det kan utvikles koldbrann.

Alkaloider i mat og drikke

Kinabark (cortex chinae) inneholder alkaloidet kinin som er brukt i behandling av malaria, men som også tilsettes som bitterstoff i tonic-vann
Kinabark
Lisens: CC BY SA 3.0
Grønn, hvit og sort pepper. Pepperfrø inneholder mellom to og sju prosent av alkaloidet piperin som blant annet gir den skarpe smaken på pepper.
.
Lisens: CC BY SA 3.0

Ikke alle alkaloider er like giftige, og noen inntas i form av mat eller drikke. De kan virke sentralstimulerende eller brukes som smakskorrigerende midler. Koffein, teobromin og teofyllin er purinalkaloider med sentralstimulerende effekt. Koffein er vanligst og finnes blant annet i kaffe, te og maté (Ilex paraguriensis). Koffein tilsettes som et stimulerende middel til cola og energidrikker. Coca-cola inneholdt opprinnelig alkaloidet kokain fra et uttrekk av kokablader. Fra begynnelsen av 1900-tallet ble dette erstattet med et kokainfritt kokabladuttrekk. Den vanligste kilden til teobromin er kakao og sjokolade, mens teofyllin finnes i små mengder i te.

Kinin, en velkjent malariamedisin, tilsettes som bitterstoff i tonicvann. Innholdet av kinin er for lavt til å gi en anti-malaria effekt. Fra søtvierfamilien vil tomater være en kilde til tomatin. Tomatin er et glykoalkaloid som gir en bittersmak på umodne tomater. Under modning reduseres innholdet av tomatin betydelig. Solanin er også et giftig glykoalkaloid som finnes i potetplanten. Grønne poteter som er utsatt for sollys inneholder solanin, det grønne fargestoffet skyldes klorofyll mens solanin er fargeløst.

Pepperfrø inneholder mellom to og sju prosent av alkaloidet piperin som blant annet gir den skarpe smaken på pepper. Pepperekstrakt med et høyt innhold av piperin tilsettes i noen kosttilskudd og påstås å øke opptaket av noen plantestoffer fra tarmen, for eksempel kurkumin fra gurkemeie.

Capsaicinoider er en gruppe alkaloidforbindelser i chili, hvor capsaicin er det viktigste. Capsaicininnholdet i fersk chili varierer mellom 0,03 og 0,3 prosent, mens tørka chili er rapportert å inneholde mellom 0,1 og 2,5 prosent. Paprika inneholder ikke capsaicin.

Alkaloider som rusmidler

Khat er navnet på en treart i frøbuskfamilien og navnet på et narkotisk plantestoff som utvinnes av trearten. Khat inneholder mange alkaloider og andre stoffer som kan utøve en rekke virkninger på mennesker.
Av /Shutterstock.

Katinon er et aminoalkaloid som finnes i khatblader (Catha edulis) og som ligner amfetamin i oppbygningen. Khatblader tygges eller drikkes som te for å oppnå en sentralstimulerende effekt, og ferske blader foretrekkes framfor tørkede.

Arekolin er det viktigste alkaloidet i betelnøtter. Det er et piperidinalkaloid og gir en beroligende og avslappende virkning.

Kokain er et tropanalkaloid som finnes i bladene på kokabusken. Det gir en sentralstimulerende virkning med økt våkenhet, økt selvfølelse og rusfølelse. Spiss fleinsopp (Psilocybe semilanceata) og enkelte andre sopper i nærstående slekter inneholder de hallusinogene indolalkaloidene psilocybin og psilocin. Meskalin er et annet hallusinogent alkaloid som finnes i den meksikanske peyotekaktusen (Lophophora williamsii).

Kjemiske egenskaper

Strukturformel for morfin, et alkaloid
alkaloider
Lisens: CC BY SA 3.0

Alkaloider er nitrogenholdige organiske forbindelser hvor nitrogenatomet stammer fra en aminosyre, vanligvis tyrosin, fenylalanin, ornitin, glutamat, tryptofan, lysin, histidin eller antranilsyre. Aminosyrer klassifiseres ikke som alkaloider. Nitrogenet forekommer vanligvis i en heterosyklisk ring, unntaket er aminoalkaloidene hvor nitrogenatomet er plassert i en aminogruppe og ikke er del av en ringstruktur. Når nitrogenatomet inngår i en ringstruktur, klassifiseres alkaloidet etter navnet på ringstrukturen som de er avledet fra. Noen farmasøytisk viktige grupper av alkaloider er tropanalkaloider (atropin, kokain), kinolinalkaloider (kinin) og isokinolinalkaloider (morfin og galantamin).

De fleste alkaloider forekommer i naturen i saltform, og de løser seg lett i vandige løsninger, men ikke i organiske løsemidler. Mange alkaloider har basiske egenskaper. Det utnyttes i forbindelse med ekstraksjon av alkaloider fra plantematerialet etter tilsetting av en base. Alkaloider i basisk løsning (høy pH) er deprotonerte og løselige i organiske løsemidler, mens de ved lav pH foreligger på protonert form og er vannløselige.

Purinalkaloider som koffein eller teofyllin er ikke basiske. Basiske alkaloider kan påvises ved utfellingsreaksjon med Mayers reagens eller fargereaksjon med Dragendorff's reagens.

Historie

Termen «alkaloider» kom i vanlig bruk først i 1882, etter at Oscar Jacobsen fikk publisert en oversiktsartikkel om alkaloider i læreboka «Handwörterbuch der Chemi» av Albert Ladenburg.
Av /Archive.org.

Den tyske farmasøyten Carl Friedrich Wilhelm Meissner (1792–1853) brukte navnet alkaloider første gang i 1819 etter det arabiske al-qali som betyr planteaske, ettersom alkaloidene ga en basisk reaksjon i vann. På dette tidspunktet ble alkaloidene klassifisert som plantestoffer med basiske egenskaper. Betegnelsen kom i vanlig bruk først i 1882, etter at Oscar Jacobsen fikk publisert en oversiktsartikkel om alkaloider i læreboka «Handwörterbuch der Chemie» av Albert Ladenburg. Der ble alkaloider beskrevet som nitrogenholdige organiske baser.

Det første rene alkaloidet ble trolig isolert fra opium. Den tyske kjemikeren Friedrich Sertürner (1783–1841) ga det navnet morfin, oppkalt etter den greske guden Morpheus (drømmenes gud), og publiserte arbeidet i 1805. De franske kjemikerne Pierre Joseph Pelletier (1788–1842) og Joseph Bienaimé Caventou bidro med viktig arbeid innen isolering av alkaloider. De isolerte emetin i 1817, etter dette fulgte isolering av brucin, stryknin og kinin. Flere andre alkaloider ble isolert rundt 1820, slik som piperin, isolert fra pepper av Hans Christian Ørsted i 1819, atropin (1819), koffein (1820) og koniin (1826). På begynnelsen av 1880-tallet ble strukturen til de første alkaloidene kjent, koniin og xanthin. Koniin var også det første alkaloidet som ble kjemisk fremstilt av Albert Ladenburg i 1886. Mange av alkaloidene har kompleks tredimensjonal struktur, og det var først med mer moderne spektroskopiske teknikker at fullstendig struktur for mange av alkaloidene kunne bestemmes. For eksempel ble strukturen til stryknin først kjent i 1947.

Med økende kunnskap om de kjemiske strukturene ble alkaloidene klassifisert i undergrupper basert på den nitrogenholdige grunnstrukturen. Dette tok til fra 1950-tallet med utgivelsen av bokserien «The Alkaloids: Chemistry and Physiology». Fra 1950-tallet fikk man kunnskap om biosyntesen med bruk av isotopmerkede biosyntetiske forløpere til alkaloidene.

Alkaloider benyttet som legemidler

Alkaloid Alkaloidgruppe Opphavsorganisme * Medisinsk bruk
Efedrin Aminoalkaloid Ma Huang (Ephedra sinica) Adrenergikum, brukes ved blodtrykksfall og som slimhinneavsvellende og bronkodilaterende middel
Ergotamin Indolalkaloid Meldrøye (Claviceps purpurea) Behandling av migrene
Fysostigmin Indolalkaloid Kalabarbønner (Physostigma venenosum) Motgift ved alvorlige forgiftningstilfeller med antikolinerge midler
Galantamin Isokinolinalkaloid Snøklokke (Galanthus nivalis) Redusere symptomer ved Alzheimers sykdom

Atropin Hyoscyamin

Tropanalkaloid

Belladonnaurt (Atropa belladonna), Bulmeurt (Hyoscyamus niger), Piggeple (Datura stramonium)

Antikolinergika; atropin brukes ved øyeundersøkelser, hyoscyamin forsøksvis ved irritabel tarm og galleveiskramper
Kinin Kinolinalkaloid Kinabark (Cinchona species) Antimalariamiddel, brukes også mot leggkramper
Kodein Isokinolinalkaloid Opiumsvalmue (Papaver somniferum) Hostedempende og smertestillende middel
Koffein Purinalkaloid

Kaffe (Coffea arabica), Te (Camellia sinensis), Maté (Ilex paraguariensis)

Sentralstimulerende middel. Brukes også i kombinasjon med smertestillende midler
Kolkisin Aminoalkaloid Tidløs (Colchicum autumnale) Mot urinsyregikt
Morfin Isokinolinalkaloid Opiumsvalmue (Papaver somniferum) Sterkt smertestillende middel
Nikotin Pyridinalkaloid Tobakksplanten (Nicotiana tabacum) Hjelpemiddel for røykavvenning
Noskapin Isokinolinalkaloid Opiumsvalmue (Papaver somniferum) Hostedempende middel
Paklitaxel Diterpenalkaloid Stillehavsbarlind (Taxus brevifolia) Cellegift
Papaverin Isokinolinalkaloid Opiumsvalmue (Papaver somniferum) Ereksjonsproblemer
Pilokarpin Imidazolalkaloid Jaborandiblad (Pilocarpus jaborandi) I øyedråper for behandling av grønn stær (glaukom)
Skopolamin Tropanalkaloid

Bulmeurt (Hyoscyamus niger), Piggeple (Datura stramonium)

Kvalmestillende middel, brukes forebyggende mot reisesyke
Teofyllin Purinalkaloid Te (Camellia sinensis) Astma og kols
Trabektedin Isokinolinalkaloid Sjøpung (Ecteinascidia turbinata) Cellegift
Vinblastin og vinkristin Indolalkaloid Rosegravmyrt (Catharanthus roseus) Cellegift

* Eksempel på opphavsorganisme, alkaloidene kan også forekomme i andre arter.

I tillegg til å bli brukt som legemidler har alkaloidene nevnt over ofte vært brukt som modellsubstans for andre legemidler. Noen benyttes som utgangsstoffer for semisyntetiske legemidler.

Andre farmasøytisk viktige alkaloider

  • Ibogain (Tabernanthe iboga) – forsøksvis bruk mot opioidavhengighet. Ikke registrert som legemiddel i Norge.
  • Kamptotecin (Camptotheca acuminata) – modellsubstans for cellegift.
  • Kokain (kokablad, Erythroxylon coca) – modellsubstans for lokalbedøvelsesmidler, for eksempel lidokain.
  • Tubokurarin (Chondrodendron tomentosum) – i pilgift, modellsubstans for muskelavslappende midler.

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg