生物堿類藥物在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用.doc

精品文檔 生物堿類藥物在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用(Application of alkaloid drugs in medicine) 王尚乾 河南工業(yè)大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 化學(xué)工程與工藝1302摘要 生物堿為生物體內(nèi)一類蛋白質(zhì)、肽類、氨基酸及維生素B以外含氮化合物的總稱，是結(jié)構(gòu)復(fù)雜具有生理活性的植物堿。生物堿是科學(xué)家研究得最早的，具有生物活性的一類天然有機(jī)化合物，它們大多具有生物活性，往往是許多藥用植物，包括許多中草藥的有效成分。天然堿是天然有機(jī)化合物中最大一類化合物，各類生物堿的結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，變幻無(wú)窮，科學(xué)家在闡明化學(xué)結(jié)構(gòu)的同時(shí)亦研究它們的結(jié)構(gòu)與療效的關(guān)系，同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改造，尋找療效更高，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單并且可以大量生產(chǎn)的新型化合物。例如人們對(duì)嗎咖的研究導(dǎo)致了鎮(zhèn)痛藥度冷丁的發(fā)現(xiàn)，對(duì)可卡因的研究發(fā)展導(dǎo)致了局部麻醉藥普魯卡因的產(chǎn)生，由此可見(jiàn)對(duì)生物堿的研究大大促進(jìn)了天然有機(jī)化學(xué)與藥物化學(xué)的發(fā)展。關(guān)鍵詞：生物堿類藥物 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 應(yīng)用前言生物堿的理化性質(zhì)：生物堿具有具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，難溶于水，與酸可以生成鹽，具有一定的旋光性和吸收光譜，大多數(shù)有苦味。呈無(wú)色結(jié)晶狀，少數(shù)為液體。生物堿有幾千種，由不同的氨基酸和其衍生物合成而來(lái)，是次級(jí)代謝產(chǎn)物之一，對(duì)生物體有毒性或強(qiáng)烈的生理作用。生物堿有多種生物活性，在植物體內(nèi)有良好的分布和較強(qiáng)的輸導(dǎo)能力，是高效、低毒、無(wú)污染、對(duì)人畜安全的天然產(chǎn)物在醫(yī)藥和農(nóng)藥領(lǐng)域有著廣泛的的應(yīng)用前景。1生物堿的分類1.1有機(jī)胺類生物堿 在植物體內(nèi)來(lái)源于苯丙氨酸和酪氨酸代謝的衍生物，但其化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是氮原子不在環(huán)內(nèi)的生物堿。主要有麻黃堿類、秋水仙堿、益母草堿。例如L麻黃堿它是毒品之一，具有興奮中樞神經(jīng)、升高血壓、擴(kuò)大支氣管作用、可治哮喘病，有鎮(zhèn)痛和抗菌的。秋水仙堿對(duì)急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎有選擇性消炎作用。益母草堿是唇型科益母草屬植物中含有的生物堿，具有活血化瘀、利水消腫的作用，是中醫(yī)婦科良藥。1.2吡咯烷衍生物類生物堿 由吡咯及四氫吡咯衍生物的生物堿，包括簡(jiǎn)單吡咯烷類和雙稠吡咯烷類。最簡(jiǎn)單的生物堿如古豆堿，是從古柯葉中分出的液體生物堿，沸點(diǎn)195。從一葉萩的葉與根中分離出的一葉秋堿，有興奮中樞神經(jīng)作用，臨床可用于治療脊髓灰白質(zhì)炎及某些植物神經(jīng)系統(tǒng)紊亂所引起的頭暈的病癥。1.3吡啶衍生物類生物堿 由吡啶衍生出的生物堿，該類生物堿源于植物體內(nèi)賴氨酸衍生物。代表性化合物有苦參堿、金雀花奧豆堿、羽扇豆堿、煙堿和石松堿?；睂僦参镉鹕榷诡愔参飰A具有抗癌、抗微生物、抗?jié)儭⑸甙准?xì)胞等多方面的藥理作用。苦參堿和氧化苦堿具有抗炎、鎮(zhèn)痛、抗癌、抗心律失常等藥理作用。1.4喹啉衍生物類生物堿 具有喹啉母核的生物堿，如具有抗癌活性的喜樹(shù)堿與治療瘧疾作用奎寧都是喹啉衍生物類生物堿1.5異喹啉衍生物類生物堿 具有異喹啉母核或氫化母核的生物堿，是最大的一類生物堿。最簡(jiǎn)單的為鹿尾草中降血壓成分鹿尾草堿和鹿尾定。根據(jù)生源上關(guān)鍵前體的骨架將該類生物堿分成簡(jiǎn)單喹啉類、芐基異喹啉類（如罌粟堿）、雙芐基異喹啉類（如漢防已甲素）、萘基異喹啉類、萘酞異喹啉類、嗎咖類（嗎咖、可卡因）、阿樸咖型類、原小檗堿類、普羅托品類、苯并菲啶類、刺桐堿類、石蒜科類以及吐根堿類。1.6吲哚衍生物類生物堿 具有簡(jiǎn)單吲哚和二吲哚類衍生物，最簡(jiǎn)單的如相思豆堿，作用于中樞神經(jīng)會(huì)產(chǎn)生狂躁、精神錯(cuò)亂；另如可治青光眼的毒扁豆堿。主要有色胺吲哚類、單萜吲哚類（喜樹(shù)堿、馬錢(qián)子堿、番木鱉堿）、二聚吲哚類（如長(zhǎng)春堿、長(zhǎng)春新堿），該類生物堿來(lái)源于植物體內(nèi)色氨酸代謝的衍生物，番木鱉堿（臨床上用硝酸士的寧）引起中樞和脊髓神經(jīng)強(qiáng)烈的興奮和驚厥，屬于中樞神經(jīng)興奮藥。羥基喜樹(shù)堿具有抗癌作用，屬于重要抗癌類藥物。長(zhǎng)春堿是夾竹桃科植物長(zhǎng)春花中提取的一中生物堿，為細(xì)胞特異性抗腫瘤藥。1.7嘌啉衍生物類生物堿 含有嘌啉母核的生物堿，如嗎咖堿是一種中樞神經(jīng)興奮劑和利尿強(qiáng)心藥。再如香菇嘌啉，具有降血脂作用，可作為營(yíng)養(yǎng)保健劑。1.8萜類生物堿 這類植物堿在植物體內(nèi)合成的基本單位不是氨基酸，而是C5單位（異戊酸）由甲戊二羥酸途徑的合成，其氮原子在萜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中或在萜結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈上。主要有烏頭所含的生物堿（烏頭堿）、紫杉醇等。紫杉醇具有抗癌作用，是廣譜的抗癌藥。高烏頭根中的高烏頭堿具有鎮(zhèn)痛、局麻、降溫、消腫的活性，對(duì)惡性腫瘤疼痛及其他頑固性疼痛有效。1.9甾體類生物堿 甾體類生物堿是天然甾體的含氮衍生物，是許多中草藥的主要活性成分。根據(jù)甾體的骨架分為三類：孕甾烷生物堿、環(huán)孕甾烷生物堿（如環(huán)氧黃楊木己素）和膽甾烷生物堿（藜蘆胺、茄次堿、貝母堿）。黃楊類生物堿對(duì)傷寒沙門(mén)桿菌等具有抗菌活性。藜蘆胺具有降壓和抗腫瘤作用，茄次堿具有鎮(zhèn)痛、解熱、抗炎、抗腫瘤功能。貝母堿具有緩解支氣管平滑肌，減少支氣管黏膜分泌、擴(kuò)大瞳孔、降低血壓、興奮子宮等多種藥理作用。2生物堿的醫(yī)學(xué)作用2.1抗腫瘤的作用 天然生物堿成分是一類很有前途抗癌火星物質(zhì)，是目前藥物化學(xué)研究得一個(gè)熱點(diǎn)并成功開(kāi)發(fā)了幾種臨床藥物?？鄥A和氧化苦參堿對(duì)癌細(xì)胞有著顯著的抑制作用；長(zhǎng)春新堿，長(zhǎng)春堿以及半合成的長(zhǎng)春瑞賓都具有抗腫瘤的作用，長(zhǎng)春新堿可抑制k562細(xì)胞增殖，機(jī)制可能是降低細(xì)胞膜磷脂酰肌醇激酶的活性；喜樹(shù)堿及其類似物屬于拓?fù)洚悩?gòu)酶1抑制劑，具有是DNA 斷裂的獨(dú)特抗癌機(jī)制，對(duì)肝癌細(xì)胞有良好的選擇性；紫杉醇屬于光譜抗癌藥。人實(shí)體癌細(xì)胞與紫杉醇一起培養(yǎng)，可觀察到細(xì)胞自然死亡，且死亡率呈藥物濃度依賴性。2.2對(duì)中樞神經(jīng)的作用 石蒜科植物生物堿加蘭他敏及力克拉敏為可逆性膽堿酶抑制劑，小劑量對(duì)大腦皮層及延腦內(nèi)膽堿脂酶活性有較強(qiáng)的抑制作用，大劑量則抑制腦內(nèi)膽堿脂酶活性。胡椒中的胡椒堿有明顯的鎮(zhèn)靜作用。2.3降脂作用 荷葉中含有荷葉堿、亞美罌粟堿等多種生物堿類活性的物質(zhì)，具有活血化瘀、降脂減肥、降血壓和防止動(dòng)脈粥樣硬化等藥，食療功效。魔芋生物堿通過(guò)微生物產(chǎn)生的衍沉化作用，增加體內(nèi)肉堿的含量，加速脂肪的消化，從而達(dá)到減肥、降脂的目的。2.4對(duì)心血管系統(tǒng)的作用 苦參堿和氧化苦參堿表現(xiàn)為正心肌力作用，對(duì)家兔心房和啄鼠乳頭肌標(biāo)本心臟收縮力加強(qiáng)，振幅增加，并呈劑量依賴關(guān)系。漢防已甲素有明顯的降壓作用，能明顯降低升高肺動(dòng)力壓肺血管阻力，提高對(duì)二氧化碳和氧氣的搬運(yùn)能力而對(duì)系統(tǒng)循環(huán)和血?dú)馑綗o(wú)明顯影響，還有抗心絞痛作用，能顯著降低心肌耗氧指數(shù)。普羅托品生物堿對(duì)烏頭堿、毒K等引起的心率失常有保護(hù)作用。2.5抗菌、抗病毒和殺蟲(chóng)作用黃連小原小檗堿具有抗菌消炎、抗腸道細(xì)菌感染等作用，在體內(nèi)外小檗堿均有抗阿米比原蟲(chóng)的作用，其機(jī)理在于抑制微生物DNA 及蛋白質(zhì)的合成；番茄生物堿粗提取物對(duì)細(xì)菌和酵母菌具有較強(qiáng)的抑制作用，但對(duì)霉菌的抑制作用較弱。2.6對(duì)免疫功能的影響 苦參生物堿具有免疫調(diào)節(jié)作用，在動(dòng)物體內(nèi)對(duì)T細(xì)胞，B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的免疫功能活性均有明顯的抑制作用。氧化苦參堿對(duì)人和小鼠的淋巴細(xì)胞的增殖具有抑制作用；雷公藤總生物堿對(duì)小鼠體液細(xì)胞免疫也有不同程度的抑制作用。2.7抗炎作用 苦參堿是有激素樣作用而無(wú)副激素作用的強(qiáng)力抗炎藥；粉防已堿對(duì)急性出血性胰腺炎有較好的治療作用3總結(jié)綜上所述，可以看出生物堿具有多種生理活性，在植物體內(nèi)均顯示出良好的抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗炎、平喘、降血糖、作用于心血管系統(tǒng)和對(duì)免疫系統(tǒng)的抑制作用等多種功能；但是國(guó)內(nèi)目前對(duì)植物生物堿的研究主要集中在對(duì)各種植物生物堿有效成分的測(cè)定、提取分離方法的研究、生理活性的評(píng)價(jià)上面。對(duì)生物堿系統(tǒng)的功能評(píng)價(jià)不夠完善，雖然發(fā)現(xiàn)了許多生物堿，但是對(duì)其轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)藥物的方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，對(duì)新劑型藥物的發(fā)展還很落后，數(shù)量上也不是很樂(lè)觀。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)生物堿的研究越來(lái)越透徹，其在醫(yī)學(xué)藥物上的應(yīng)用發(fā)展前景越來(lái)越還，是一個(gè)高度重視的資源，具有很大的發(fā)展前景。參考文獻(xiàn)1徐世義 【藥用植物學(xué)】【M】 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20042馬養(yǎng)明，傅建熙 【 生物堿的研究概況】【J】陜西林業(yè)科技，19973王憲楷 【天然產(chǎn)物化學(xué) 】 人民衛(wèi)生出版社 ，19884肖崇厚 【中藥化學(xué)】（第一版）上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19975王鋒鵬 【生物堿化學(xué)】北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20096奧列赫夫瓦，袁開(kāi)基 【生物堿化學(xué)】，科學(xué)出版社，19607豐曉威，唐旭東【植物生物堿的抗腫瘤機(jī)制】國(guó)際腫瘤學(xué)雜志，20148楊霄，于喜水，金哲雄【苦參生物堿提取工藝研究進(jìn)展