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- ALCALOIDES - METABÓLITOS SECUNDÁRIOS Ciclo biossintético dos MS ALCALÓIDES Conceito: São substâncias que reajam com ácidos formando sais, à semelhança dos álcalis precipitem das soluções ou adquiram cores características quando reagem com os denominados “reagentes gerais” e apresentem ainda propriedades toxicológicas e farmacológicas características. ALCALÓIDES A designação mais aceita recentemente é de Pelletier (1983) que considera “Um alcalóide seria uma substância orgânica cíclica contendo um nitrogênio em estado de oxidação negativo e cuja distribuição é limitada entre os organismos vivos.”, geralmente com ação biológica marcante, como a morfina, a cafeína, a nicotina. Alcalóides: substâncias naturais caracterizadas principamente pela presença de um N heterocíclico, que pode se apresentar como amina secundária, terciária, amida ou sal de amônio quaternário. ALCALÓIDES Nicotina Morfina Aspectos Gerais Uma das mais importantes características físico-químicas é a basicidade (“Alcalóide” = “álcali-semelhante”; grego.: eidés [semelhante]). - Bases alcaloídicas livre são insolúveis em água. - O sal correspondente é hidrossolúvel - Em solventes apolares a base livre é solúvel e o sal não ALCALÓIDES GENERALIDADES 1) O átomo de N é oriundo de aminoácido (alcalóides verdadeiros*); 2) O grupo compreende mais 10.000 representantes, dos quais 75 % são oriundo de plantas superiores 3) É de rara ocorrência em bactérias, algas, fungos e líquens -Excessão: Claviceps purpurea (fungo) -Existem representantes no reino animal, como sapos da América Central e peixes japoneses Alguns grupos ocorrem apenas em algumas poucas espécies: Ex. Morfina em Papaver somniferum e P. setigerum; Algumas estruturas podem ser amplamente distribuídos: Ex. Nicotina, presente em mais de 10 famílias. 4) A biossíntese de alcalóides ocorre no tecido ativo da raízes e caule. O armazenamento local ou após a distribuição, é realizada em vacúolos. Em várias espécies vegetais, os alcalóides desempenham papel de proteção contra herbívoros, insetos, bactérias e etc. *protoalcalóides (N não ciclíco); pseudoalcalóides (N –cíclico ou não -não derivados de AA) ALCALÓIDES ALCALÓIDES Os primeiros alcalóides obtidos graças a sua basicidade Alcalóide Morfina Emetina Atropina Cafeína Quinina Nicotina Codeína Ano 1805 1817 1819 1820 1827 1829 1833 Pesquisador F. Sertürner P. J. Pelletier & F. Magendie R. Brandes F. F. Runge P. J. Pelletier & F. Magendie W. Ponselt & R. Reinmann P. J. Robiquet Fonte Ópio Ipeca Beladona Café Quina Tabaco Ópio ALCALÓIDES São substâncias básicas ( pertence a função amina) identificadas pela presença do átomo de nitrogênio dentro de um ciclo. ALCALÓIDES Alcalóides Heterocíclicos e sua origem biossintética de aminoácidos ALCALÓIDES Alcalóides Heterocíclicos e sua origem biossintética de aminoácidos (Parte I) Ornitina Pirrolidínicos Pirrolizidínicos Tropânicos Lisina Quinolizidínicos Piperidínicos Indólicos Triptofano ALCALÓIDES Alcalóides Heterocíclicos e sua origem biossintética de aminoácidos (Parte II) Isoquinoleicos Tirosina Efedrina Fenilalanina Ác. asparagínico Ác. antranílico (intermediário do triptofano) Quinolínicos XantinasPiperidínicos ALCALÓIDES ATROPINA ESTRICNINA ALCALÓIDES NICOTINA REAÇÕES DE IDENTIFICAÇÃO EM FARMACOGNOSIA COLORIMÉTRICAS PRECIPITAÇÃO FLUORESCÊNCIA ALCALÓIDES Base livre Sal de alcalóide Normalmente, não são consideradas como alcalóides as aminas de origem animal como a adrenalina, análoga do alcalóide efedrina. Eliminam-se também do grupo as aminas proteinogênicas, os derivados da purina e alguns hidróxidos de amônio quaternários tais como a colina e as betaínas, embora se mantenha no grupo a muscarina, quimicamente semelhante. ALCALÓIDES ALCALÓIDES NORADRENALINA FENILALAMINA ALCALÓIDES MUSCARINA ACETILCOLINA ALCALÓIDES FONTES DE ALCALÓIDES Os alcalóides formam um grupo muito vasto de metabólitos que podem ocorrer tanto em microorganismos como plantas superiores e inferiores e ainda em animais, apesar de nestes últimos ocorrerem com muito menor frequência. Distribuem-se por toda a planta, acumulando-se nos tecidos vivos de crescimento ativo, células epidérmicas e hipodérmicas, bainhas vasculares e vasos lactíferos. ALCALÓIDES -Alcaloide: Atropina Nome cientifico: Atropa belladona Nome vulgar:Beladona / erva-moura mortal Parte da Planta: raiz Atividade Farmacológica: Anticolinérgico ALCALÓIDES -Alcaloide:emetina Nome cientifico: Cephaelis ipecacuanha Nome vulgar: Ipeca Parte da Planta: raiz Atividade Farmacológica: emético ALCALÓIDES -Alcaloide:Quinina Nome cientifico: Cinchona spp. Nome vulgar:Quina Parte da Planta:Cascas Atividade Farmacológica: antimalárico, antitérmico e analgésicos ALCALÓIDES -Alcaloide:Pilocarpina Nome cientifico: Pilocarpus jaborandi Nome vulgar:Jaborandi Parte da Planta:Folhas Atividade Farmacológica: anti-glaucomatoso ALCALÓIDES -Alcaloide:Fisostigmina Nome cientifico: Physostigma venenosum Nome vulgar:Fisostigma Parte da Planta:sementes Atividade Farmacológica: anticolinérgico ALCALÓIDES Os nomes dos alcalóides são oriundos de diversas origens: -Nome genérico da planta que os produz: Atropina, Pilocarpina, Fisostigmina, hidrastina ... -Nome especifico da planta produtora: Beladonina,cocaína ... -Atividade farmacológica: Emetina, Morfina ... -Nome comum do organismo produtor: Alcalóides do esporão do centeio, Ergotamina ... -Nome do descobridor: Peletierina ... NOMENCLATURA DOS ALCALÓIDES ALCALÓIDES RADICAL + INA NOMENCLATURA DOS ALCALÓIDES AMINA ALCALÓIDES Raramente são encontrados no estado livre sendo a forma de sal de ácidos orgânicos mais frequente. A combinação com os ácidos quínico e mecônico são mais frequentes: Aparecem também frequentemente combinados com os ácidos málico, cítrico, e succínico, ou ainda na forma de sulfatos. No ópio, por exemplo, a morfina existe na forma de sulfato e meconato. Estrutura e propriedades químicas dos alcalóides: COOHHO OH HO OH O OH COOHHOOC ALCALÓIDES É comprovada a função de proteção dos alcalóides nas plantas, por serem tóxicos. No entanto, acredita-se que atuem também como reserva de nitrogênio, reguladores do crescimento, do metabolismo interno e da reprodução, como agentes de desintoxicação e transformação simples de outras substâncias nocivas ao vegetal, proteção para raios UV Funções fisiológicas dos alcalóides: ALCALÓIDES A biossíntese dos alcalóides inclui um aminoácido.(exceto pseudo alcalóides) Ornitina Lisina Fenilalanina Tirosina Triptofano ácido antranílico Aminoácidos ALCALÓIDES Alcalóides verdadeiros – são aqueles que apresentam o átomo de nitrogênio no heterociclo e são tem origem biossintética a partir de aminoácidos. Classificação biossintética dos alcalóides: ALCALÓIDES PRINCIPAIS NÚCLEOS OU ANÉIS: ALCALÓIDES PRINCIPAIS NÚCLEOS OU ANÉIS: ALCALÓIDES PRINCIPAIS NÚCLEOS OU ANÉIS: ALCALÓIDES Pseudoalcalóides – são aqueles que apresentam o átomo de nitrogênio no heterociclo e não apresentam origem biossintética a partir de aminoácidos. Classificação biossintética dos alcalóides: TEOBROMINA TEOFILINA CAFEÍNA CONIINA ALCALÓIDES Protoalcalóides – são aqueles que não apresentam o átomo de nitrogênio no heterociclo e apresentam origem biossintética a partirde aminoácidos. Classificação biossintética dos alcalóides: MUSCARINA ALCALÓIDES Anestésicos locais: Sao geralmente ésteres de aminoálcoois, como por exemplo a cocaína. Analgésicos: representados pela morfina e derivados. Atividades farmacológica dos alcalóides: ALCALÓIDES Antipiréticos específicos: Os melhores representantes dessa classe são os quinolínicos. Sabe-se que os núcleos quinolínicos e piperidínicos, a cadeia lateral etilênica e o álcool secundário são necessários para a atividade antitérmica e bactericida. Atividades farmacológica dos alcalóides: ALCALÓIDES Simpaticomiméticos: A estrutra fundamental dos compostos desse grupo é a de uma fenilalquilamina. Atividades farmacológica dos alcalóides: ALCALÓIDES Solanáceas: Incluída na ordem Solanales, a família Solanaceae está distribuída em 10 gêneros e cerca de 3.000 espécies. O gênero Solanum é o maior contendo quase metade do total de espécies. Estes indivíduos podem ser facilmente encontrados na America do Sul, já que ocorrem principalmente por aqui. Com uma facilidade enorme de se adaptar, algumas espécies invasoras tem grandes chances de sucesso. Tropânicos: ALCALÓIDES As solanáceas se dividem em três subfamílias: Cestroideae: a característica desta subfamília é o fruto tipo cápsula, à exceção do gênero Cestrum onde o fruto é do tipo baga. As sementes são angulosas. Solanoideae: A característica desta subfamília é fruto tipo baga e sementes planas, com um embrião curvo. Anthocercideae: Já esta subfamília é bem pequena e seus representantes são australianos. Tropânicos: ALCALÓIDES Solanáceas: Todas as espécies podem ser encontradas na natureza sob a forma de ervas ou árvores, sendo que em alguns casos também podem ser trepadeiras. Morfologicamente elas não tem estípulas e suas folhas estão dispostas alternadamente. As folhas podem ser inteiras ou lobadas, mas serão quase sempre simples. Tropânicos: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: As inflorescências das solanáceas são cimeiras paniculadas ou então racemos. Normalmente as flores são bissexuais, mas pode acontecer de alguns indivíduos serem unissexuais. ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Solanáceas: ALCALÓIDES Tropânicos: Alcaloides tropânicos apresentam em comum uma estrutura bicíclica, denominada tropano 8-metil-8-azabiciclo(2,3,1octano). O anel tropano é formalmente constituído pelos anéis pirrolidina e piperidina. Dependendo da orientação alfa e beta de um grupamento hidroxila na posição C- 3,este fornece dois isômeros geométricos: tropanol (tropina) e pseudotropanol ( tropanol ou pseudotropina). pirrolidina piperidina tropanol pseudotropanol ALCALÓIDES Tropânicos: A esterificação do grupo hidroxila com ácidos aromáticos origina os alcaloides de maior importância farmacêutica e podem ser encontrados nas famílias Solonaceae (tipo atropina) e Erythroxylaceae (tipo cocaína). Os dois tipos de alcaloides são importantes na terapêutica atual e historicamente construíram os protótipos a partir dos quais foram desenvolvidos análogos sintéticos, principalmente das classes de fármacos anticolinérgicos e anestésicos locais. cocaína ALCALÓIDES Tropânicos: ALCALOIDES DE SOLANACEAE E ERYTHROXYLACEAE Preparados de beladona já eram do conhecimento dos antigos hindus e tem sido usados pelos médicos por muitos séculos. Na época do império Romano e na idade média, era designada como planta da sombra da noite e frequentemente usada para envenenamentos. Como importância do grupo lembrar na terapêutica, é importante lembrar que os alcaloides tropânico derivados do tropanol inibem as ações da acetilcolina em efetores autônomos inervados pelos nervos pós-ganglionares colinérgicos. São conhecidos como substâncias antimuscarínicas ou bloqueadores de receptores muscarínicos colinérgicos. A cocaína só está presente em Erythroxylon coca Lam.e Erythroxylon novogranatense (Morris) Hieron.var.truxileense, com variedades domesticadas. As formas nativas das de hoje cultivadas não são mais conhecidas. ALCALÓIDES Tropânicos: OCORRÊNCIAS E QUIMIOTAXONOMIA Os alcaloides tropânicos de Datura (Datura stramonium L.) foram introduzidos na medicina européia por imigrantes romanos. A família Solanaceae é considerada o lar dos alcaloides tropânicos. As drogas contendo alcaloides tropânicos foram utilizadas por suas propriedades alucinógenas, incorporando-se no folclore como bruxaria. O maior espectro de alcaloides tropânicos é encontrado em representantes da tribo Datureae, nos gêneros Datura e Brugmansia. Atropa beladona L., pertencente a tribo Solaneae, é uma espécie muito estudada, possuindo como alcaloides principais hiosciamina, escopolamina e apoatropina. Apesar de o gênero Solanum não conter os alcaloides tropânicos usuais, a presença de calistegina A3 juntamente com calistegina B2 foi verificadas nas folhas de algumas de suas espécies, tais como Solanum tuberosum L., Solanum dulcamara L. e Solanum melongena L. ALCALÓIDES Tropânicos: Atropa beladona L., pertencente a tribo Solaneae, é uma espécie muito estudada, possuindo como alcaloides principais hiosciamina, escopolamina e apoatropina. Apesar de o gênero Solanum não conter os alcaloides tropânicos usuais, a presença de calistegina A3 juntamente com calistegina B2 foi verificadas nas folhas de algumas de suas espécies, tais como Solanum tuberosum L., Solanum dulcamara L. e Solanum melongena L. ALCALÓIDES Tropânicos: Os alcaloides do grupo da higrina, tropina, cuscoigrina e nicotina são bastante característicos da família Solanaceae. Em muitas espécies, após brotamento, pode haver transposição e transformação, como epoxidação. Em outras, os alcaloides encontram-se praticamente só nas raízes, indicando uma deposição nas mesmas ou uma decomposição no broto. De acordo com Shonle e Bergelson, os alcaloides tropânicos são sintetizados nas raízes e acumulados nos vacúolos. Higrina Nicotina ALCALÓIDES Tropânicos: ATIVIDADES FARMACOLÓGICAS E BIOLÓGICAS Os alcaloides da beladona são absorvidos rapidamente a partir da trato gastrointestinal. Penetram na circulação sanguínea quando aplicados topicamente nas mucosas. Na pele intacta sua absorção é apenas limitada. A maior parte da atropina é excretada na urina nas primeiras doze horas após sua administração, em parte, inalterada, no entanto, os efeitos oculares podem persistir por alguns dias. ALCALÓIDES Tropânicos: Os alcaloides tropânicos inibem as ações da acetilcolina em efetores autônomos inervados pelos nervos pós-ganglionares colinérgicos, bem como na musculatura lisa, que é desprovida de inervação colinérgica. Os agentes muscarínicos, de maneira geral, têm pouco efeito sobres as ações da acetilcolina em receptores nicotínicos. Na junção neuromuscular, na qual os receptores são nicotínicos, são necessárias doses extremamente altas de alcaloides tropânicos para produzir algum grau de bloqueio. ALCALÓIDES Tropânicos: Os alcaloides tropânicos inibem as ações da acetilcolina em efetores autônomos inervados pelos nervos pós-ganglionares colinérgicos, bem como na musculatura lisa, que é desprovida de inervação colinérgica.Os agentes muscarínicos, de maneira geral, têm pouco efeito sobres as ações da acetilcolina em receptores nicotínicos. Na junção neuromuscular, na qual os receptores são nicotínicos, são necessárias doses extremamente altas de alcaloides tropânicos para produzir algum grau de bloqueio. ALCALÓIDES Tropânicos: É provável que a maioria dos efeitos dos alcaloides tropânicos no SNC em doses usuais seja atribuível ás suas ações antimuscarínicas centrais. Em doses altas ou tóxicas, os efeitos centrais dos referidos alcaloides consistem, em geral, de estimulação seguida por depressão. ALCALÓIDES Tropânicos: Pequenas doses deprimem as secreções salivar, brônquica e as sudoreses. Com doses maiores, há dilatação da pupila, a capacidade de acomodação do olho é inibida e os efeitos vagais sobre o coração são bloqueados, o que ocasiona o aumento da frequência cardíaca. Doses maiores inibem o controle parassimpático da bexiga e do trato gastrointestinal, dificultando a micção e diminuindo o tônus muscular e a motilidade intestinal. Doses ainda maiores são necessárias para inibir a secreção e a motilidade gástrica. ALCALÓIDES Tropânicos: As ações antimuscarínica da atropina e da escopolamina diferem quantitativamente. A escopolamina tem ação mais potente sobre a íris, o corpo ciliar e certas glândulas secretoras (salivares, brônquicas e sudoríparas), sendo a atropina mais potente no coração, nos intestinos e músculos bronquiolares, além de ter ação mais prolongada. No entanto, a ação no sistema nervoso central é marcadamente diferenciada: enquanto a escopolamina provoca depressão, a atropina não deprime o SNC em doses usadas clinicamente, portanto, é preferida á escopolamina na maioria das situações. Quando algum efeito central não é desvantajoso ou, até mesmo, desejável, como em medicação pré-anestésica, a escopolamina é frequentemente administrada. ALCALÓIDES Tropânicos: A atropina, no SNC, estimula a medula espinal e os centros cerebrais superiores. A escopolamina, em doses terapêuticas, normalmente causa sonolência, euforia, amnésia, fadiga e sono sem sonhos. As substâncias atropínicas dilatam a pupila (midríase) e paralisam a acomodação (cicloplegia). Drogas antimuscarínicas têm sido amplamente empregadas no tratamento da úlcera péptica. Aparecem como efeitos colaterais secura da boca, perda de acomodação visual, fotofobia e dificuldade na micção. É difícil estabelecer a utilidade dos antimuscarínicos no tratamento da úlcera péptica. Os alcaloides tropânicos e seus substitutos sintéticos reduzem a salivação excessiva, como a associada ao envenenamento por metais pesados ou parkinsonismo. ALCALÓIDES Tropânicos: EMPREGO FARMACÊUTICO Medicamento contendo alcaloide tropânico são utilizados para diminuição de cólicas nos ureteres e aquelas provocadas por cálculos renais; em espasmos brônquicos, nos caso de asma brônquica. São também utilizados em espasmos do trato gastrointestinal, portanto, contra cólicas e em hipersecreção gástrica. ALCALÓIDES Tropânicos: A ação antissecretora permite o uso na redução da secreção respiratória, como medicação pré-anestésica, e das secreções nasais, em alergia. Também são utilizados como antídotos em envenenamentos por inibidores da colinesterase, como por inseticidas organofosforados e carbamatos. A par da utilização dos alcaloides isolados, principalmente atropina e escopolamina e seus derivados semissintéticos, existe um número significativos de produtos contendo extratos vegetais das plantas desse grupo. Especificamente como a beladona, no Catálogo Brasileiro de Produtos Farmacêuticos, da Secretaria Nacional de Vigilância Sanitária, editado em 1984, eram mencionados 248 produtos. ALCALÓIDES Tropânicos: O sulfato de atropina é um sal solúvel, disponível sob as formas de comprimidos, solução injetável e solução oftálmica. A dose média, por via oral ou parenteral de sulfato de atropina, para adultos, é de 0,5 mg. A escopolamina é comercializada sob a forma de sal solúvel, o bromidrato de escopolamina; a dose para adultos, por via oral ou parenteral, é de 0,6 mg. A escopolamina também pode ser usada sob a forma de solução oftálmica. ALCALÓIDES Tropânicos: Existem observações clínicas de que os compostos de amônio quaternário têm efeito relativamente maior na atividade gastrointestinal e que as doses necessárias para tratar distúrbios do tudo digestivo são, portanto, mais facilmente toleráveis; esse fato deve-se ao bloqueio ganglionar adicional. Tanto os alcaloides de amônio quaternário, como a atropina, não produzem controle adequado da secreção gástrica ou da motilidade gastrintestinal, em doses que não apresentam efeitos colaterais significativos, por bloqueio muscarínico. A cocaína atualmente só é utilizada terapeuticamente como anestésico local.
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