Alcaloides

Alcaloides são uma grande família de metabólitos secundários de plantas que contêm nitrogênio, geralmente básicos, e que incluem alguns dos produtos naturais mais famosos e farmacologicamente potentes — entre eles morfina, quinina, cafeína, atropina e os protótipos antitumorais vinca e taxano. Seu nitrogênio, tipicamente derivado de um aminoácido, confere-lhes basicidade e uma forte tendência a interagir com receptores biológicos.

Definition

Alcaloides são compostos orgânicos básicos, contendo nitrogênio, de origem predominantemente vegetal, na maioria das vezes biossintetizados a partir de aminoácidos, cujo átomo de nitrogênio é geralmente parte de um anel heterocíclico e que caracteristicamente exibem atividade fisiológica marcante.

Scope

Este tópico aborda o que define um alcaloide, as origens de aminoácidos que organizam os principais grupos estruturais e por que os alcaloides têm sido tão proeminentes na descoberta de medicamentos. É uma referência química dentro da fitoquímica e não fornece orientação de dosagem ou tratamento para qualquer medicamento alcaloide.

Core questions

• Quais características químicas definem um alcaloide?
• De quais precursores de aminoácidos derivam as principais classes de alcaloides?
• Por que os alcaloides são tão fortemente representados entre os medicamentos derivados de plantas?

Key concepts

• Basicidade e o nitrogênio heterocíclico
• Biossíntese derivada de aminoácidos
• Alcaloides verdadeiros, proto e pseudo-alcaloides
• Classes tropano, isoquinolina, indol e piridina
• Interação receptor-enzima
• Extração ácido-base

Mechanisms

A maioria dos alcaloides surge de aminoácidos — tirosina para alcaloides benzilisoquinolínicos como a morfina, triptofano para alcaloides indólicos, ornitina e lisina para alcaloides tropânicos e quinolizidínicos — com descarboxilação, acoplamento oxidativo e ciclização gerando os esqueletos característicos. O nitrogênio básico permite que os alcaloides formem sais (a base da extração ácido-base clássica) e sustenta sua frequente afinidade por receptores de neurotransmissores e enzimas, o que explica sua pronunciada atividade biológica.

Clinical relevance

Os alcaloides fornecem uma parcela desproporcional de medicamentos derivados de plantas em analgesia, anestesia, oncologia e antimaláricos, portanto, a compreensão da classe é central para a farmacognosia de produtos naturais. Esta entrada descreve a química e a origem dos alcaloides como referência; não é uma base para prescrição, dosagem ou decisões de tratamento individual, e vários alcaloides são altamente tóxicos.

Evidence & guidelines

A literatura relevante é química e biossintética — elucidação estrutural, estudos de vias e textos de farmacognosia — juntamente com revisões que documentam a posição dos alcaloides entre os medicamentos aprovados. Medicamentos alcaloides individuais são regidos por suas próprias monografias clínicas e regulatórias, fora do escopo desta entrada de química.

History

O isolamento da morfina do ópio no início do século XIX é geralmente considerado o nascimento da química dos alcaloides e, com o posterior isolamento da quinina e outros, da própria fitoquímica. Essas purificações demonstraram que moléculas nitrogenadas definidas carregavam a atividade de drogas brutas, e o trabalho do século XX mapeou suas origens biossintéticas de aminoácidos.

Seminal works

• ziegler-2008
• dewick-2009

Frequently asked questions

O que torna um composto um alcaloide em vez de outro metabólito contendo nitrogênio?

Os alcaloides são caracteristicamente básicos, contêm nitrogênio geralmente dentro de um anel heterocíclico, são tipicamente derivados de aminoácidos e exibem atividade fisiológica marcante; essas características os distinguem de aminoácidos, peptídeos e da maioria dos outros metabólitos nitrogenados.

Por que os alcaloides são frequentemente extraídos com ácidos e bases?

Seu nitrogênio básico forma sais solúveis em água com ácidos e reverte para uma base livre, solúvel em solvente orgânico, quando neutralizado, permitindo a partição seletiva ácido-base durante o isolamento.