Alcaloides

Los alcaloides son una gran familia de metabolitos secundarios de plantas que contienen nitrógeno, generalmente básicos, que incluyen algunos de los productos naturales más famosos y farmacológicamente potentes, entre ellos la morfina, la quinina, la cafeína, la atropina, y los precursores antitumorales de vinca y taxano. Su nitrógeno, típicamente derivado de un aminoácido, les confiere basicidad y una fuerte tendencia a interactuar con receptores biológicos.

Definition

Los alcaloides son compuestos orgánicos básicos que contienen nitrógeno, de origen predominantemente vegetal, biosintetizados con mayor frecuencia a partir de aminoácidos, cuyo átomo de nitrógeno suele formar parte de un anillo heterocíclico y que característicamente exhiben una marcada actividad fisiológica.

Scope

Este tema aborda lo que define a un alcaloide, los orígenes aminoacídicos que organizan los principales grupos estructurales y por qué los alcaloides han sido tan prominentes en el descubrimiento de fármacos. Es química de referencia dentro de la fitoquímica y no proporciona orientación sobre dosificación o tratamiento para ningún fármaco alcaloide.

Core questions

• ¿Qué características químicas definen a un alcaloide?
• ¿De qué precursores aminoacídicos derivan las principales clases de alcaloides?
• ¿Por qué los alcaloides están tan fuertemente representados entre los fármacos derivados de plantas?

Key concepts

• Basicidad y el nitrógeno heterocíclico
• Biosíntesis derivada de aminoácidos
• Alcaloides verdaderos, protoalcaloides y pseudoalcaloides
• Clases de tropano, isoquinolina, indol y piridina
• Interacción con receptores y enzimas
• Extracción ácido-base

Mechanisms

La mayoría de los alcaloides se originan a partir de aminoácidos —tirosina para alcaloides bencilisoquinolínicos como la morfina, triptófano para alcaloides indólicos, ornitina y lisina para alcaloides tropánicos y quinolizidínicos— con descarboxilación, acoplamiento oxidativo y cierre de anillo generando los esqueletos característicos. El nitrógeno básico permite a los alcaloides formar sales (la base de la extracción ácido-base clásica) y subyace a su frecuente afinidad por los receptores de neurotransmisores y las enzimas, lo que explica su pronunciada actividad biológica.

Clinical relevance

Los alcaloides proporcionan una proporción desproporcionada de medicamentos derivados de plantas en analgesia, anestesia, oncología y antipalúdicos, por lo que comprender esta clase es fundamental para la farmacognosia de productos naturales. Esta entrada describe la química y el origen de los alcaloides como referencia; no es una base para la prescripción, dosificación o decisiones de tratamiento individuales, y varios alcaloides son altamente tóxicos.

Evidence & guidelines

La literatura relevante es química y biosintética —elucidación de estructuras, estudios de vías metabólicas y textos de farmacognosia— junto con revisiones que documentan la posición de los alcaloides entre los fármacos aprobados. Los medicamentos alcaloides individuales se rigen por sus propias monografías clínicas y regulatorias, fuera del alcance de esta entrada de química.

History

El aislamiento de la morfina del opio a principios del siglo XIX se considera generalmente el nacimiento de la química de los alcaloides y, con el posterior aislamiento de la quinina y otros, de la propia fitoquímica. Estas purificaciones demostraron que moléculas nitrogenadas definidas portaban la actividad de las drogas crudas, y el trabajo del siglo XX mapeó sus orígenes biosintéticos a partir de aminoácidos.

Seminal works

• ziegler-2008
• dewick-2009

Frequently asked questions

¿Qué hace que un compuesto sea un alcaloide en lugar de otro metabolito que contiene nitrógeno?

Los alcaloides son característicamente básicos, contienen nitrógeno generalmente dentro de un anillo heterocíclico, se derivan típicamente de aminoácidos y muestran una marcada actividad fisiológica; estas características los distinguen de los aminoácidos, péptidos y la mayoría de los otros metabolitos nitrogenados.

¿Por qué los alcaloides se extraen a menudo con ácidos y bases?

Su nitrógeno básico forma sales hidrosolubles con ácidos y revierte a una base libre, soluble en disolventes orgánicos, cuando se neutraliza, permitiendo una partición ácido-base selectiva durante el aislamiento.