القلويدات Alkaloids

القلويدات منتجات طبيعية نباتية هامة دوائيا ^ً نظرا لما تمتلكه من تاثيرات فيزيولوجية كبيرة في الكائنات الحية. عزلت القلويدات النباتية منذ القرن التاسع عشر حين تمكن الصيدلي الفرنسي ديرسون Derson في عام 1803 من فصل قلويد الناركوتين Narcotine من نبات الخشخاش (الافيون) ، ثم قام الصيدلي الألماني Serturner عام 1816 بفصل قلويد المورفين Morphine من النبات نفسه ، وبعده بيلليتيرPelletier الذي اكتشف قلويد البيليتيرين نبات الرمان. حددت البنية الكيميائية للكونين Coniine لأول مرة عام 1870، وقد ساعد تطور التقانات المستخدمة لاحقا على الفصل والتعرف على البنية التركيبية لما يزيد على 10000 قلويد ، أسهم الكثير منها في انقاذ حياة الملايين من البشر (كينينQuinine، اميتين Emetine، كافيين Caffeine .

انتشار القلويدات في المملكة النباتية :

تضم المملكة النباتية وفقا لتقسيم أنجلر60 Engler رتبة تشتمل على الكثير من الفصائل النباتية ، تحتوي 34 فصيلة منها على أنواع مختلفة من القلويدات. لا تتوزع القلويدات وفقا لنظام محدد في المملكة النباتية ، إلا أن النباتات الزهرية هي المصدر الرئيسى لها ، وهذا لا ينفي بالطبع وجودها القليل في بعض النباتات الدنيا في سلم التطور النباتي ، فقد وجدت قلويدات الفطر المسمى الأرجوت Ergot (مهماز الشيلم) الذي يتطفل ويتغلغل في ثمار نبات الشيلم Ergotamine، وقلويدات عش الغراب .Streptomycessp ونحصل منهما على المضادات الحيوية ذات الطبيعة القلويدية.

يندر وجود القلويدات في خفيات الالقاح الوعائية (الخنشاريات) Cryptogames وان وجد بعضها في ذنب الخيليات Equisetum sp. التي تحتوي على النيسيتين Nicitine، ورجل الذئبيات (الكبريت النباتي) Lycopodium وتحتوي قلويد الكلافاتين .Clvatine

يلاحظ ندرة وجود القلويدات في النباتات البذرية أو ظاهرات الإلقاح Phanerogames التابعة لعريانات البذور Gymnospermes، باستثناء جنس العادر (الايفدرا) .Ephedra sp المحتوي على قلويد الايفيدرين Ephedrine ومشتقاته ، كما يلاحظ قلة وجودها في مغلفات البذور Angiospermes العائدة لمجموعة النباتات وحيدة الفلقة Monocotyledon باستثناء ثلاث فصائل هي : النرجسية Amaryllidaceae حيث يحتوي النرجس على قلويدات الــ Lycorine narcissine، والزئبقية Liiiceae، حيث يحتوي اللحلاح على الكولشيسين Colchicine، والنخلية ،Palmiers حيث يحتوي جوز الفوفل على قلويد أره كولين .Arecoline

تعد النباتات التابعة لثنائيات الفلقة المصدر الرئيسي للحصول على القلويدات ، رغم خلو بعض فصائلها تماما من وجود القلويدات مثل الفصيلة الصفصافية Saiicaceae، الوردية Rosaceae ، الشفوية Lamiaceae، القرعية Cucurbitaceae، الا ان هناك الكثير من الفصائل التي تحتوي انواعها على قلويدات نذكر منها : الفصيلة الفوية Rubaceae حيث يحتوي البن على قلويد الكافيين وشجرة الكينا التي تحوي قلويد الكينين، والبرباريسية Berberidaceae حيث يحتوي نبات البرباريس على قلويد البربرين ، والفولية Fabaceae حيث يحتوي الوزال .Spatum sp السبارتئين ، والباذجنانية Solanaceae حيث يحتوي نبات السكران (البنج) .Hyoscyamussp على الهيوسيامين ، والخشخاشية Papaveraceae ومنها نبات الخشخاش المنوم الذي يحتوي على العديد من القلويدات أهمها قلويد المورفين ، والمركبة Asteraceae ومثالها زهرة الشيخ .Senecio sp التي تحتوي على السينيسيونين ، والخيمية Apiaceae ومنها نبات الشوكران .Coniumsp المحتوي على قلويد الكونين. يمكننا القول ان 15 — 20 % من النباتات الوعائية تحتوي على القلويدات، مع الإشارة لاحتواء بعض الفصائل عليها بشكل خاص كما في جميع أجناس وأنواع الفصيلة الخشخاشية، في حين نجد أن بعض الفصائل كما في حالة الباذجنانية والفولية تحتوي بعض أجناسها على القلويدات وخلو بعضها الآخر منها.

غالبا ما تحتوي نباتات الأنواع التابعة للجنس الواحد على قلويدات ذات تركيب كيميائي متقارب ، وكذلك الحال فان بعض الأجناس داخل الفصيلة الواحدة تحتوي على قلويدات متقاربة كيميائيا كما في الفصيلة الباذجنانية اذ ان قلويد الهيوسيامين Hyoscyamine يوجد في عدة انواع تابعة للفصيلة نفسها (ساكران، سدت الحسن، داتورة) ، وبالمقابل جند احيانا بعض القلويدات النوعية مثل المورفين Morphine الموجود في الخشخاش المنوم Papavers somniferum فقط، وقد جند انواعا من القلويدات في اكثر من فصيلة نباتية ، مثل قلويد الكافيين الموجود في العديد من الفصائل كالفوية Rubiaceae (البن)  والشايية Theaceae (الشاي) والبرازية Sterculiaceae (جوز الكولا).

اصطناع القلويدات واشكالها وتوزعها :

القلويدات منتجات كيميائية طبيعية مشتقة من الأحماض الأمينية او مركبات اخرى تحوي النيتروجين ، مثل polyamines، يتم اصطناعها عرب العديد من التفاعلات الحيوية بوجود أنزيمات متخصصة enzyme - catalysed، مثل تفاعل methylation، والعديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال.

تصطنع القلويدات بداية في بعضى أجزاء النسج الغضة في الساق والجذر ، وتنتقل من هذه النسج الى النسج النباتية الأخرى.

توجد القلويدات منحلة في العصارة الخلوية لخلايا الأنسجة البشروية للاوراق والجذور أو غيرها من الأعضاء النباتية ، كما أنها قد توجد في أندوسبرم بذور بعض الأنواع.

توجد القلويدات في النباتات بصورة حرة أو على شكل أكاسيد نيتروجين N-oxides، أو أملاح لبعض الأحماض العضوية النباتية مثل حمض الليمون citric acid، حمضى الخل .acetic a، حمض الطرطريك .tartaric a، حمض العفص .tannic a، حمض التفاح .malic a، حمض الحماض .oxalic a، حمض اللبن .lactic a، وغيرها من الأحماض. وقد يرتبط وجود بعض القلويدات بوجود أحماض معينة مثل قلويدات الأفيون opium، المرتبطة مع حمض الميكوني .meconic a وقلويدات شجرة الكينا .Cinchona sp المرتبطة مع حمض الكينين.quinic a .

قد تبدي القلويدات ميلا للتركز في عضو نباتي دون الآخر أو قد توجد في جميع أجزاء النبات وهي الحالة الأعم ، نلاحظ أحيانا تفاوتا أو تغيرا في المحتوى القلويدي لعضو نباتي معني خلال موسم النمو الواحد بل خلال فترتي الليل والنهار ، كما قد تبدو هذه الظاهرة في النباتات المعمرة حيث يزداد محتواها القلويدي بتقدمها في العمر. وعموما يلاحظ ازدياد نسبة القلويدات في النباتات الحولية حتى مرحلة الإزهار ، أما في الأشجار والنباتات الخشبية المعمرة فإن القلويدات تتزايد مع تقدمها بالعمر وتميل للتجمع في قشور الساق والجذر والأوراق والثمار والبذور. نذكر كأمثلة على توزع القلويدات في الأعضاء النباتية الهيوسيامين الموجود في جميع أجزاء نبات الداتورة وفي أوراق السكران أيضا ، قلويد بيليترين الموجود في لحاء جذور وأغصان شجيرات الرمان ، الكينين الموجود في لحاء الكينا ، الأتروبين الموجود في جذور نبات ست الحسن  وأوراقه ، الكونين في ثمار الشوكران ، الكابسيسين الموجود في ثمار الشطة ، المورفين الموجود في العصير اللبني لثمار الخشخاش المنوم ، الكافيني الموجود في بذورالبن ، الايفيدرين الموجود في الأجزاء الخضرية لنبات الايفيدرا ، الكوكائين في أوراق الكوكا ، الاميتين في ريزومات عرق الذهب ، الكولشيسين في درنات اللحلاح، الحرملين في بذور الحرمل الخ .....

تسمية القلويدات :

من الصعب ان يوضع أساس واحد يعتمد عليه في تسمية العدد الكبير من القلويدات المعروفة ، وقد اتفق على ان تنتهي أسماء القلويدات جميعا بالمقطع - ine -. اما الجزء الأول من اسم اي قلويد فيمكن ان يشتق من اسم الجنس الذي يستخلص منه القلويد مثل قلويد النيكوتين المشتق من جنس التبغ .Nlcotlana sp، الهيوسيامين من جنس السكران.

يمكن ان يشتق اسم القلويد من اسم النوع النباتي الحامل له، قلويد الــ belladonine اشتق من ،Atropa belladonna او من الادعم الشائع للنبات كما في حالة الارجوتامين Ergotamine من نبات مهماز الشيلم Ergot، او يشتق الاسم من طبيعة تأثيره الفسيولوجي كما في حالة الناركوتين Narcotine وله تاثير مخدر Narcotic، او من اسم المكتشف كما في قلويد البيليتيرين Pelletierine المشتق من اسم العامل Pelletier.

فوائد القلويدات وأهميتها للنبات :

هناك العديد من النظريات التي تفسر الدور المحتمل الذي تقوم به القلويدات داخل النبات وأسباب وجودها وفوائدها وأهم تلك النظريات :

1- معظم القلويدات مواد سامة ووجودها في النبات يعد بمثابة عامل دفاعي لحمايتها من اذى الحشرات ورعي الحيوانات.

2-  تقوم بعض القلويدات بدور مواد منظمة للنمو في النبات وتوثر في العمليات الفسيولوجية داخل الأنسجة النباتية الحية.

3-تعد القلويدات بمثابة مخزون احتياطي للعناصر التي قد يحتاجها النبات في أطوار نموه المختلفة أو عند نقصها بالتربة وأهمها النتروجين.

4- يفسر بعض العلماء وجود القلويدات بأنه يمثل النواتج النهائية للاستقلاب الخلوي وما ينتج عن هذه التفاعلات من مركبات سامة تخزن على صورة قلويدات في فجوات الخلايا.

التأثير الفيزيولوجي للقلويدات :

يتباين تاثير القلويدات الفيزيولوجي بالنسبة للكائن الحي ، فمنها المسكن (ناركوتين، مورفين) ، الكولشيسين المستخدم في علاج النقرس وحمى البحر المتوسط ، ومنها المقيئ (اميتين)،  ومنها المنشط للجهاز العصبي المركزي (كافيين) ، الإيفدرين المستخدم كمزيل للاحتقان وعلاج انخفاض ضغط الدم المصاحب للتخدير ، ومنها الموسع لحدقة العين (أتروبين) الخ 

الخواص الطبيعية والكيميائية للقلويدات :

تعريفها : اشتق اسمها من كلمة قلوي ، الذي استخدم أصلا لوصف اي مركب قاعدي يحتوي على النيتروجين ، فالقلويدات مركبات كيميائية عضوية قاعدية طبيعية معقدة ، غير متجانسة تحتوي على ذرة او اكثر من النتروجين.

خواص القلويدات :

تشترك القلويدات عموما في الصفات العامة الآتية :

1-  تتكون من عناصر الكربون ، الهيدروجين ، النتروجين وغالبا الأوكسجين. بعضها بسيط التركيب مثل الكونين Conine وبعضها معقد التركيب مثل المورفين Morphine.

2- معظم القلويدات واملاحها النقية مواد صلبة بللورية ذات درجات انصهار محددة ، عدا القلويدات المفتقرة

للأوكسجين فانها سائلة زيتية القوام ومتطايرة ومثالها الكونين ، النيكوتين ، والقليل منها سائل غير متطاير

مثل البيلوكاربين pilocarpine والأنابازين anabasine.

3- معظم القلويدات مرة الطعم ، سامة ، عديمة الرائحة، عدمية اللون مع بعض الاستثناءات (البربرين أصفر اللون ،

ملح السانجورين Sanguinarine أحمر نحاسي).

4- يعد ذوبان القلويدات وأملاحها من الصفات الهامة صيدلانيا ، كما ان الاختلاف في ذوبان القلويدات يعطي

الفرصة لاستخلاص كل منها بالطريقة الملائمة لاستخدامه ، فالقلويدات الحرة كالأتروبين قليلة الذوبان في الماء وتذوب في المذيبات العضوية مثل الكلوروفورم والأيثر ، ماعدا القليل منها كالنارسين وبصورة أقل المورفين. وعلى النقيض جند ان املاح هذه القلويدات تذوب في الماء وبدرجة أقل في الكحول ولا تذوب في المذيبات العضوية (كبريتات الأتروبين) ، ويشذ عن هذه القاعدة قليل من القلويدات مثل الإيفيدرين والكولشيسيين والكافيين والقلويدات رباعية الأمين ( ثيوفيلين ، ثيوبرومين) حيث تذوب هي وأملاحها في الماء.

5-  كل القلويدات الحرة قاعدية ولذلك فإن تاثير محلولها قلوي في حين ان محول املاحها حامضي.

6-  تمتاز القلويدات بأنها تتحد مع بعض املاح المعادن ذات الوزن الذري الكبير (الزئبق ، اليود) وتكون أملاحا

معقدة مزدوجة عديمة الذوبان في الماء، وتترسب في وسط متعادل أو حامضي ضعيف على شكل بلورات مختلفة  الأشكال تبعا لنوع القلويد. وقد استخدمت هذه الظاهرة لترسيب القلويدات والكشف عن وجودها. وسميت أملاح هذه الفلزات باسم مرسبات أو كشافات القلويدات.

7- تتمتع غالبية القلويدات بأهمية طبية لما لها من تأثريات فيزيولوجية قوية.

تقسيم القلويدات :

تقسم القلويدات الى مجموعات على أساس التركيب الكيميائي للحلقة الأساسية في جزيء القلويد. وسنتعرض بإيجاز للمجموعات الهامة للقلويدات وأهم الأنواع النباتية المحتوية عليها.

مجموعة القلويدات غير التقليدية او القلويدات الاولية او غير النموذجية : تفتقر لصفة أو أكثر من صفات القلويدات التقليدية، تحتوي أفراد هذه المجموعة على حلقة متجانسة في تركيبها أي أن ذرة النيتروجين توجد خارج الحلقة ومثالها :

أولا : مجموعة القلويدات الأمينية (مجموعة مركب فينيل إيثيل أمين Phenylethylamine) :

من أمثلتها قلويد الايفيدرين في الايفيدرا ، الكابسيسين في ثمار الشطة ، الهوردينين Hordenine في الشعير.

مجموعة القلويدات التقليدية او القلويدات متغايرة (غير متجانسة) الحلقات : تحتوي لى ذرة نيتروجين على الأقل في الحلقة غير المتجانسة كما هو الحال في المركبات الحلقة المتجانسة ومثالها المجموعات التالية :

ثانيا : مجموعة قلويدات البيريدين والبيبيريدين :

تشمل هذه المجموعة القلويدات التي يحتوي جزيئها أساسا على الحلقة غير المتاجسنة بيريدين او صورتها المختزلة بيبيريدين ومثالها النيكوتين (أوراق التبغ) البيبرين Piperine (ثمار الفلفل)، ريسينين Ricinine (بذور الخروع)، التريجونيلين Trigonelline (بذور الحلبة)، الكونين في (اوراق وثمار نبات الشوكران)، الأنابازين Anabasine  (نبات الاشنان) والبيليترين في نبات الرمان.

ثالثا : مجموعة قلويدات التروبان :

يتكون مركب التروبان من اندماج البيرولدين الخماسي والبيريدين السداسي ، ومثالها قلويدا الهيوسيامين ، والاتروبين الموجودان في نبات السكران ، فلويد سكوبولامين في نبات الداتورة ، قلويد الكوكايين في أوراق نبات الكوكا.

رابعا : مجموعة قلويدات الكينولئين :

يشمل مركب الكينولئين الحلقة الأساسية في تركيب قلويدات هذه المجموعة. ومثالها قلويدا الكينين quinine  الكينيدين quinidine الموجودان في نبات الكينا.

خامسا - مجموعة قلويدات الايزوكينولئين :

يشكل مركب الايزوكينولئين حلقتها الأساسية ، ومثالها قلويدات البابافرين ، النارسيين ، الناركوتين Narcotine و Noscapine في ثمار الخشخاش المنوم ، والبربرين Berberine الموجود في جذور نبات البربريس.

سادسا : مجموعة قلويدات الأندول :

تعد من أكبر المجموعات وتضم ما يزيد على 1000 قلويد طبيعي يحوي حلقة الأندول أو مشتق من مجموعة الأندول ، مثالها الأرجوتامين Ergotamine والأرجومترين Ergometrine الموجودان في فطر مهماز الشيلم ، الهارمين Harmine الموجود في نبات الحرمل.

سابعا :  مجموعة الفينانترين :

وحلقتها الأساسية الفينانترين ، ومنها قلويدات المورفين Morphine، الكودائين Codeine، التيبائين Tibaeine الموجودة في نبات الخشخاش المنوم.

ثامنا - مجموعة البورين :

يتكون البورين من اندماج حلقتين اساسيتين هما البيريميدين السداسية والاميدازول الخماسية ، ومثالها الكافيين Caffeine في القهوة الثيوبرومين والثيوفيلين في الشاي ، وهي القلويدات المستخدمة أساساً كمشروبات منبهة.

تاسعا :  مجموعة قلويدات التروبولون :

حلقتها العطرية السباعية غير المشبعة تشكل الحلقة الأساسية في تركيب قلويدات هذه المجموعة ومثالها الكولشيسين في اللحلاح Colchicum automnale.

عاشرا- مجموعة القلويدات الاستيرويدية :

تتركب قلويدات هذه المجموعة من الحلقة الاسترويدية، وتوجد عادة على شكل جليكوزيدي ، لذا تسمى قلويدات جليكوزيدية ومثالها السولانين Solanine الموجود في ثمار البطاطا وأوراقها.

تعد قلويدات البورين والقلويدات الاستيرويدية من القلويدات الكاذبة.

يبين الجدول رقم (1) بعض الانواع النباتية واسماء القلويدات التي تحتوي عليها والاجزاء النباتية التي توجد فيها واستعمالاتها.