Základy fytochemie a farmakognozie P13
2024/2025
Alkaloidy
ALKALOIDY
Z hlediska šíře farmakologických účinků nejdůležitější sekundární metabolity
• strukturní pestrost
• terapeutické využití
• počet
• v převážné většině produkty sekundárního metabolismu vyšších rostlin, menší počet
alkaloidů produkují nižší houby a někteří obojživelníci
• fyziologický účinek alkaloidů se často projevuje v jejich extrémní toxicitě, mnohé z nich mají
v subletálních dávkách terapeuticky výhodné farmakologické vlastnosti a užívají se jako
cenná léčiva
• doposud zcela nevyjasněná přirozená funkce alkaloidů
ALKALOIDY
V rostlině bývá obvykle alkaloidů více (hlavní a vedlejší)
• nejčastěji se ukládají v pletivech vykazujících aktivní růst, dále v pochvách svazků cévních
a v mléčnicích
• jsou uloženy ve formě hydrofilních solí s organickými kyselinami ve vakuole (např.
s kyselinou vinnou, citrónovou, šťavelovou, jablečnou, akonitovou, chelidonovou,
mekonovou)
• vyskytují se také nerozpustné sloučeniny s tříslovinami
• base alkaloidů jsou lipofilní, ve vodě velmi málo rozpustné až nerozpustné, většinou pevné
bezbarvé látky
• několik alkaloidů ve formě base je tekutých (nikotin, koniin, spartein)
• s kyselinami tvoří většinou bezbarvé krystalické soli (výjimku tvoří např. žlutý berberin,
chelidonin) hořké chuti
ALKALOIDY
Výskyt
• přítomny v 10–15 % cévnatých rostlin
• vzácně se nalézají u rostlin nižších (Claviceps – námelové alkaloidy), nahosemenných
(Coniferae – Jehličnaté), nebo jednoděložných (Liliaceae – Liliovité)
• vyskytují se především v čeledích
Apocynaceae – Brčálovité Papaveraceae – Makovité
Solanaceae – Lilkovité Ranunculaceae – Pryskyřníkovité
Papilionaceae – Motýlokvěté Rubiaceae – Mořenovité
Rutaceae – Routovité Loganiaceae – Kulčibovité
STAVEBNÍ KAMENY ALKALOIDŮ
Základní stavební kameny většiny alkaloidů vznikajících v rostlinách jsou
• alifatické aminokyseliny (ornithin, lysin)
• aromatické aminokyseliny (fenylalanin, tyrosin, tryptofan a histidin)
• některé alkaloidy vznikají z kys. nikotinové a kys. anthranilové, které samé jsou produkty
sekundárních přeměn
Na biosynthese alkaloidů se mohou podílet ještě další aminokyseliny, jako glycin, cystein,
methionin, kyselina asparagová a prolin.
• základem nebo součástí některých alkaloidů je terpenoidní skelet (hemi-, mono-, di- a
triterpeny, stejně tak steroidy)
STAVEBNÍ KAMENY ALKALOIDŮ
CH2
NH2
CH2
CH2
CHNH2
COOH
CH2
CH2
CH2
CHNH2
COOH
CH2
NH2
R
CH2
CH
NH2
COOH
N
COOH
ornithin lysin
R=H, fenylalanin
R=OH, tyrosin kyselina
nikotinová
N
H
CH2
CH
NH2
COOH N
N
H
CH2
CH
NH2
COOH
tryptofan histidin
NH2
COOH
kyselina
anthranilová
H
CH3
O
CH3
N-methylamino-
butanol
N-methyl-1-
-pyrrolin
c)
N
COOH
+ N
+
CH3
N
CH3
N
COOH
- CO2
N
CH3
N
nikotin
-2H+, -2e
N
CONH2
N
COOH
N
H
O
C N
O
CH3
kyselina
nikotinová
nikotinamid
ricinin
- H2O
DĚLENÍ ALKALOIDŮ
Traduje se dělení alkaloidů na
• pravé, odvozené od aminokyselin, atom dusíku mají zabudovaný ve formě heterocyklu
(morfin, chinin, hyoscyamin, strychnin aj.)
• protoalkaloidy, odvozené od aminokyselin, atom dusíku není součástí heterocyklu, jsou to
jednoduché aminy basického charakteru (efedrin, meskalin, kathinon, psilocybin)
• pseudoalkaloidy, mají charakter pravých alkaloidů, ale nejsou odvozeny od aminokyselin
• většina z nich jsou isoprenoidního původu a označují se jako terpenoidní alkaloidy, např.
diterpenoidní alkaloid akonitin, nebo mají původ acetátový, např. koniin
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD ORNITHINU
BELLADONNAE FOLIUM – Rulíkový list (ČL 2005)
BELLADONNAE RADIX – Rulíkový kořen
Atropa belladonna – Rulík zlomocný (Solanaceae)
• vytrvalá, asi 1,5 m vysoká bylina Evropy
Droga
• usušený celokrajný list, někdy s kvetoucími nebo
plodonosnými vrcholky
• usušené, válcovitě rozříznuté kořeny
OL
• tropanové alkaloidy, (-) S-hyoscyamin, racemizuje na
atropin; skopolamin (hyoscin); při sušení vzniká apoatropin
a z něj dimerizací belladonin
ATROPA BELLADONNA – obsahové látky
N
CH3
O
H
C O
CH
CH2
OH
N
CH3
O
H
C
CH
CH2
OH
O
L-hyoscyamin D-hyoscyamin
atropin (D, L-hyoscyamin)
T
O
C O
C
CH2
6, 7-epoxidace
N
CH3
O
dimerizace
T O C
O
C C
H2
C O
O
T
skopolamin apoatropin
belladoninT = tropylový zbytek
1 2
3
4
5
6
1 2
5
7
6
7
ATROPA BELLADONNA – obsahové látky
OL
• kumariny (skopolin, skopoletin), písek CaOX
• kořen navíc hygriny
Použití
• izolace alkaloidů a příprava galenik
• atropin, skopolamin – neurotropní spasmolytika
NN C
H2
C
C
H2
O
CH3
CH3
O
R
OMeO
kuskohygrin
skopoletin, R=OH
skopolin, R=O-Glc
ATROPA BELLADONNA – obsahové látky
PARASYMPATOLYTIKA – ovlivňují vegetativní nervový systém, látky blokující muskarinové účinky
acetylcholinu a cholinomimetik
Vyvolávají
• spasmolysu
• mydriasu, akomodační paralysu
• snížení sekrece žláz slinných, potních, bronchiálních, žaludečních
• tachykardii
SPASMOLYSA – uvolnění patologicky zvýšené kontraktibility a peristaltiky hladkého svalstva
• trávicího traktu
• močových cest
• žlučových cest
DALŠÍ DROGY S OBSAHEM TROPANOVÝCH ALKALOIDŮ
STRAMONII FOLUM – durmanový list, Datura stramonium, Durman obecný (Solanaceae)
HYOSCYAMI FOLIUM – blínový list, Hyoscyamus niger, Blín černý (Solanaceae)
COCAINI HYDROCHLORIDUM – Kokain-hydrochlorid (ČL 2005)
Erythroxylum coca – Koka pravá (Erythroxylaceae)
• vždyzelený keř, až 5 m
• Bolívie, Peru, Kolumbie, Jáva
Droga
• usušený listy
OL
• 0,7-2,5 % alkaloidů odvozených od pseudotropinu, ekgoninu, hygrinu
• třísloviny, silice
Kokain
• lokálně anestetický účinek (oftalmologie, ORL)
• euforizující účinek (snížení MAO, zvýšení noradrenalinu a serotoninu)
• zvyšuje svalovou výkonnost a odstraňuje pocit hladu
Alkaloidy přítomné v listech Erythroxylum coca
N
O
H
CH3
R1
R2
C6H5 C
H
C
H
C
H
C
H
C6H5CO
COOH
C6H5 C
H
C
H
C
H
C
H
COC6H5
COOH
ekgonin
benzoylekgonin
kokain
cinnamoylkokain
methylekgonin
tropakokain
R1
COOCH3
COOH
COOH
COOCH3
COOCH3
H
R2
H
OC-C6H5
OC-C6H5
OC-C6H5
H
OC-CH=CH-C6H5
-truxillin
-truxillin
COOCH3
COOCH3
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD LYSINU
GRANATI CORTEX – Kůra marhaníků
Punica granatum – Marhaník punský (Punicaceae)
• nízký strom pěstovaný v tropech a subtropech
Droga
• usušená kůra kmene, větví, kořenů
OL
• 0,-0,7 % piperidinových alkaloidů (pseudopelletierin,
pelletierin, isopelletierin)
Použití
• taenifugum v kombinaci s projímadlem
Oplodí – neobsahuje alkaloidy, obsahuje až 28 % tříslovin
a barviva.
N
H
O
H
pelletierin (R)-forma
PIPERIS NIGRI FRUCTUS – Plod pepře černého
Piper nigrum L. – Pepřovník černý (Piperaceae)
• vytrvalá popínavá dřevnatící liana, pěstovaná ve většině
tropických oblastí
Droga
• bobulovité plody sbírané před dozráním
OL
• piperin a chavicin – nesymetricky substituované dieny,
biogeneticky odvozené od lysinu
• silice, karyofylen
Použití
• vnitřně stomachikum, karminativum
• zevně rubefaciens (chavicin), koření
PIPERIS NIGRI FRUCTUS – Plod pepře černého
N
H
H
H
H
O
O
O
Piperin (trans-trans)
O
O
N
H
O
H
H H
Chavicin (cis-cis)
Piperis albi fructus
• plody téže matečné rostliny, po
sklizni namočené ve vodě,
zbavené zevní vrstvy oplodí
• jemnější kulinární projevy
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD TYROSINU A FENYLALANINU
KOLCHICIN A GALANTAMIN
CH2
CH
NH2
HOOC OHCH2
CH
NH2
COOH
OCH3
OCH3
H
NCH3
O
O
CH3
CH3
OH
OCH3
OCH3
H
NH CO
O
O
CH3
CH3
CH3
O
tyrosin
a
a
aa
a
a
c
fenylalanin
O-methylandrocymbin
kolchicin
b
b
b
b
b
b
a
aa
a
a
a
c
A B
C
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
tyrosin
CH2
CH
NH2
COOHOH CH2
CH
NH2
HOOC
fenylalanin
CH2
CH2
NHCH2
CH2
OH OH
OH
norbelladin
N
H
OH
OH
OH
NH
OH
OH
OH
NH
OH
OH
OH
O
OH
N
OH
CH3
OCH3
N
OH
OH
OCH3
NH
OH
OH
N
OH
OH
O
O
OCH3
N
OHO
CH3O
O
O
N
OH
CH3
OCH3
H
lykorin
pretazettin
galanthamin
COLCHICINUM – KOLCHICIN (ČL 2005)
Colchicum autumnale – Ocún jesení (Liliaceae)
• v osemení a hlízách
Použití
• antiuratikum – akutní záchvat dny
• cytstatikum – demekolcin
GALANTHAMIN
Galanthus nivalis – Sněženka podsněžník (Amarylidaceae)
• vytrvalá bylina vlhkých horských luk a listnatých lesů
Droga
• až 3 cm velké cibule, zpracovávají se čerstvé k isolaci
OL
• norbelladinové alkaloidy
• slizy, škrob, organické kyseliny
Účinek
• reverzibilní inhibitor acetylcholinesterázy
Použití
• vaskulární demence, Alzheimerova choroba
O
N CH3
OH
MeO
CHELIDONII HERBA – Vlaštovičníková nať (ČL 2009)
Chelidonium majus – Vlaštovičník větší (Papaveraceae)
• vytrvalá bylina Evropy a Asie
• mléčnice – oranžově zbarvená šťáva, obsahující alkaloidy a proteolytické
enzymy
Droga
• usušený celá nebo řezaná kvetoucí nať
OL
• nejméně 0,6 % alkaloidů vyjádřeno jako chelidonin
• alkaloidy vázány na kys. chelidonovou
Použití
• spasmolytikum, choleretikum
! vysoká toxicita alkaoidů a enzymů, hepatotoxicita !
O
O
COOHHOOC
kyselina chelidonová
CHELIDONII HERBA – ALKALOIDY
N
O
O
OMe
OMe
+
berberin - choleretikum
1) Berberinový typ
N
O
O
O
O
O
CH3
N
O
O
O
CH3
OMe
OMe
2) Protopinový typ
protopin
allokryptopin
N
O
O
OH O
O
CH3 N
O
O
CH3
OMe
MeO
NH2
N
O
O
CH3
O
O
3) Benzofenanthridinový typ
+
chelidonin chelerythrin
stilbylethylamin
+
sanquinarin
BERBERIDIS RADICIS CORTEX – Kůra kořene dřišťálu
Berberis vulgaris – Dřišťál obecný (Berberidaceae)
• keř rozšířený v Evropě
Droga
• kořenová kůra sbíraná na podzim
OL
• isochinolinové (berberin, oxyakanthin)
Použití
• choleretikum, onemocnění jater, žloutenka, cholelithiasa
• fructus berberidis – plody dřišťálu, vitaminiferum
BERBERIDIS RADICIS CORTEX – Kůra kořene dřišťálu
O
O
CH2
N
OMe
OMe
N
CH3 O
H
OMe
OH
N
CH3
H
O
MeO
MeO
+
Berberin
Žlutý alkaloid (choleretikum, antiflogistikum,
antiamoebicum, bakteriostatikum)
V Japonsku z TC Coptis japonica
Oxyacanthin
OPIUM
Papaver somniferum L. – Mák setý (Papaveraceae)
• jednoletá pěstovaná bylina; celou rostlinou, hlavně plody,
prostupují mléčnice
Opium
• na vzduchu zaschlá mléčná šťáva, rychle hnědne, upravená v
tmavohnědé kusy charakteristické vůně
• získá se nařezáváním nezralých plodů 1–2 týdny po opadání
korunních plátků
• z jedné tobolky se získá 20–30 mg opia
OL
• více než 50 alkaloidů
• alkaloidy ve formě mekonátů, fumarátů, laktátů a síranů
• slizy, pektiny, cukry, pryskyřice, proteiny, kaučuk
O
O
OH
COOHHOOC
ZASTOUPENÍ VÝZNAMNÝCH ALKALOIDŮ OPIA V %
MORFIN 3 až 23 v průměru 13
KODEIN 0,2 3 1,3
THEBAIN 0,2 1,3 0,5
PAPAVERIN 0,5 1,3 1
NOSKAPIN 2 10 5
VÝZNAMNÉ ALKALOIDY OPIA
N CH3
OH
R
H
H
HO O
R
N
OH
CH3
H
O
N CH3
MeO
MeO
H
N
MeO
MeO
OMe
OMe
O
N
O
O
CH3
OMe
OMe
MeO
O
1
3
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13 14
15
16
A
B
C
D
5
7
8
9
14
15
16
3
=
Morfin, R=OH
Kodein, R=OCH3
Thebain
Papaverin Noskapin
6
VÝZNAMNÉ ALKALOIDY OPIA
MORFIN
• silné analgetikum-anodynum (nádorová onemocnění, úrazy,..)
• tlumí dechové centrum, zvyšuje tonus hladké svaloviny (trávicí ústrojí – spastická
obstipace)
• použití především na výrobu polosyntetických derivátů
• Heroin – diacetylmorfin
KODEIN
• centrální antitusikum, snižuje bronchiální sekreci
• cca z 10 % metabolisován na morfin
• součást analgetických směsí
VÝZNAMNÉ ALKALOIDY OPIA
PAPAVERIN
• spasmolytikum snižující tonus hladkého svalstva přímým působením na jeho buňky
• trávicí ústrojí, kardiovaskulární systém, dýchací a močové cesty
NOSKAPIN
• centralní antitusikum, současně má papaverinový relaxační účinek
• nevyvolává návyk
OSTATNÍ DUSÍKATÉ LÁTKY ODVOZENÉ OD FENYLALANINU
CH2
CH
NH2
COOH
fenylalanin

CH CH2
COOH
NH2
kyselina-fenyl--aminopropionová

CH2
NH CO (CH2
)4 CH CH CH (CH3
)2
OH
OCH3
kapsaicin
4-hydroxy-3-methoxybenzylamid kyseliny trans-8-methyl-6-nonenové
CAPSICI FRUCTUS – Paprikové plody
Capsicum annuum L. – Paprika roční (Solanaceae)
• jednoletá bylina domácí ve střední a jižní Americe
Droga
• usušené bobule
OL
• kapsaicin lokalizovaný hlavně v placentách, kapsinoidy
• karotenoidy kapsanthin, kapsorubin aj.
• kys. askorbová, silice
Použití
• vnitřně stomachikum, zevně rubefaciens
• koření, zelenina
CAPSICI FRUCTUS – Paprikové plody
OH
O OH
kapsanthin
OH
MeO
C
H2
N
H
CO (CH2
)4
C
H
C
H
C
H CH3
CH3
Kapsaicin
vanilylamin kyselina isodecenová
• působí na vaniloidní receptory
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD TRYPTOFANU
Bohatým a farmaceuticky významným zdrojem jsou zástupci čeledí:
• APOCYNACEAE (Rauwolfia, Catharanthus, Aspidosperma)
• RUBIACEAE (Cinchona)
• LOGANIACEAEA (Strychnos)
• CLAVICIPITACEAE (Claviceps)
• EUPHORBIACEAE
Velká skupina indolových alkaloidů.
Spoluúčast hemiterpenické nebo monoterpenické jednotky.
HEMITERPENICKÉ ALKALOIDY – NÁMELOVÉ
NH
N
H
H
H
N
N
H
HH
CH3
COOH
N
N
H
H
CH3
H
HOOCN
N
H
H
CH3
CH3
R
R
ergolin kyselina lysergová
(5R, 8R)
kyselina isolysergová
(5R, 8S)
1
2
3
45
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
A B
C
D
klavin
R = H, OH
alkaloidy neúčinnéúčinné alkaloidy
ergometrin
N
NH
H
CH3
H
OC NH CH
CH3
CH3
ergotamin
N
N
NH
H
CH3
H
OC NH
CH3
C
O
O
N
O
CH2
H
H
OH
SECALE CORNUTUM – NÁMEL
Claviceps pupruprea – Paličkovice nachová
(Clavicipitaceae)
• vřeckatá houba parazitující na žitě a rostlinách čeledě
Poaceae
• houbou napadené semeníky se mění na tuhá,
tmavěfialová sklerocia
OL
• hemiterpenické indolové alkaloidy (amidy, klaviny,
peptidy kys. lysergové)
Použití
• alkaloidy a jejich deriváty působí jako sympatolytika
(blokují α1 adrenergní receptory)
• uterotonika, antimigrenika, poruchy periferního
prokrvení
MONOTERPENICKÉ ALKALOIDY TYPU CHININU
druhy r. Cinchona – C. succirubra, C. calissaya (Rubiaceae)
• vřeckatá houba parazitující na žitě a rostlinách čeledě
Poaceae
Droga – Chinae cortex (chinovníková kůra)
OL
• alkaloidy chinin, chinidin, cinchonin, cinchonamin
Použití – chinin
• antimalarikum
• účinky analgetické, antipyretické, protizánětlivé
MONOTERPENICKÉ ALKALOIDY TYPU CHININU
N
H
NH2 N
H
5
N
HOOC CHO
A B C
[O]
alkaloid yohimbanového typu
[O] [O]
hydroxylace
methylace
-CO2
monoterpenická jednotka
(yohimbanový typ)
N
H
3
2
4
5
6
7
N
OH
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
cinchonamin
O
NH
CHO
CHO
NH2
OH
OCH3
OCH3
NH2
NH
O
CHO
OH
CHO
5
6
7
8
OCH3
N1
4
3
C9 N
H
2
OH
HH
H
1'
2'
3'
4'
5' 6'
7'
8'
chinin
tryptamin
yohimbanová monoterpenická jednotka
N
N
H
H
COOCH3
N
N
H
COOCH3
H
OAc
OH
CH3
OCH3
tabersonin
vindolin
aspidospermová monoterpenická jednotka
N
N
H
O
H3
COOC
H
CH3
N
N
H
H3
COOC
H
voakangin katharanthin
ibogainová monoterpenická jednotka
N
H
O
N3
2015
CH3
H
H
CH3
OOC
H
OOC
O
O
O
O
CH3
CH3
CH3
CH3
E
N
H
N3
2015
18
19
H
H
CH3
OOC
H
OH
reserpinyohimbin
PŘÍKLADY MONOTERPENICKÝCH INDOLOVÝCH ALKALOIDŮ
Pausinystalia yohimbe – Bujarník
johimbe (Rubiaceae)
Rauwolfia serpentina – Zmijovice
ovíjivá (Apocynaceae)
Catharanthus rosesus – Zmijovice
ovíjivá (Apocynaceae)
DIMERNÍ INDOLOVÉ ALKALOIDY
Catharanthus roseus (L.) G. Don. – Barvínek růžový (Apocynaceae)
N
H
N
CH2
OH
CH3
COOCH3
N
N
COOCH3
H CH2
H
OCOCH3
OH
H
R
CH3
OCH3
katharanthin
(velbanamin)
(ibogainový typ)
vindolin
(aspidosperminový typ)
R = CH3, vinkaleukoblastin
R = CHO, leukokrystin
TERPENICKÉ ALKALOIDY
N
O
CH2
H
O
O
CH3
O CH3
CH3
O C
CH3
OH
O
OH
O
akonitin
H
N
H
OH
OH
OH
napelin
COCH3
STEROIDNÍ ALKALOIDY
výskyt v čeledích Solanaceae, Liliaceae (Veratrum album L.)
N
OH
NH
O
OH
H
CH3
H
solanidin tomatidin
CO
CCH3
OH
CR H
CH3
O
N
OH
OH
OHO
OH OCOCH3
OCOCH3
O COCH
CH3
CH2
CH3
R = H, protoveratrin A
R = OH, protoveratrin B
CH3
COOH4
C O
O
O
OH O
C O
OH O
red.
C O
O H
O
NH2
N N
H
H
+2H+
L-alanin
cyklizace
kyselina 5-oxooktanová 5-oxooktanal
5-oxooktylamin -konicein koniin
enzym
+2e
ALKALOIDY CONIUM MACULATUM
Conium maculatum (Apiaceae), acetátový původ
By Copy of Lysippos - Socrates Louvre.jpgEric Gaba (User:Sting), July
2005., https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=96296061