Кіріспе

Индоль алкалоидтары - индольдің құрылымдық бөлігін қамтитын алкалоидтар класы; көптеген индоль алкалоидтарына изопрен топтары да кіреді, сондықтан оларды терпен индолы немесе секкологанин триптамин алкалоидтары деп атайды. Оның құрамында 4100 - ден астам белгілі әр түрлі қосылыстар бар, ол алкалоидтардың ең үлкен сыныптарының бірі болып табылады. Олардың көбі физиологиялық белсенділікке ие және кейбіреулері медицинада қолданылады. Триптофан амин қышқылы - индол алкалоидтарының биохимиялық алғысы.

Тарих

Кейбір индол алкалоидтарының әсері ғасырлар бойы белгілі. Ацтектер псилоцибин және псилоцин алкалоидтарын құрайтын псилоцибинді саңырауқұлақтар қолданған. Резерпинді құрайтын гүлді өсімдік Раувольфия серпентина б. з. б. 1000 жыл шамасында Үндістанда кең тараған дәрі болды. Африкалықтар ибогаинді құрайтын көп жылдық жаңбырлы орман бұтасының тамырын стимулятор ретінде қолданған. Нигерияда қылмыс жасады деп айыпталған адамдарға калабар бұршағының тұқымын құю ұсынылды: асқазанның оны қабылдамауы кінәсіздіктің белгісі ретінде қаралды, әйтпесе адам өсімдікте бар және жүрек пен өкпені салғыш физиостигминнің әсерінен өлтірілді. Claviceps purpurea саңырауқұлағымен зақымдалған қара бидай және оған ұқсас дәнді дақылдарды тұтыну адамдарда және басқа сүтқоректілерде ергота улануына және ерготизмге әкеледі. Ергота мен ерготизм арасындағы байланыс тек 1717 жылы анықталды, ал ерготаның негізгі белсенді компоненттерінің бірі - алкалоидты эрготамин 1918 жылы оқшауланды. Бірінші индол алкалоиді - стрихнинді 1818 жылы Пьер Жозеф Пельтье және Жозеф Биенаимэ Кавенту стрихнос тұқымдасына жататын өсімдіктерден бөліп шығарды. Стрихниннің дұрыс құрылымдық формуласы 1947 жылы ғана анықталды, бірақ индол ядросының стехнин құрылымында болуы біршама бұрын анықталды. Индолдың өзін алғаш рет 1866 жылы Адольф фон Бейер Индигоны ыдырата отырып алды.

Изопреноид емес индол алкалоидтары

Индол алкалоидтарының санымен салыстырғанда, белгілі изопреноид емес индол алкалоидтарының саны аз. Олардың алкалоидқа жатқызу жалпыға бірдей қабылданбағанымен, олар өсімдіктер мен жануарларда кездеседі. Триптамин скелеті индол алкалоидтарының басым көпшілігінің бөлігі болып табылады. Мысалы, N,N диметилтриптамин (DMT), псилоцин және оның фосфорильденген псилоцибині триптаминнің ең қарапайым туындылары болып табылады. Камалексин - Arabidopsis thaliana өсімдікінен алынатын қарапайым индол алкалоиді, өсімдік биологиясының үлгісі ретінде жиі қолданылады.

β-карболиннің қарапайым туындылары

β- карболин алкалоидтарының таралуы триптаминнен интрамолекулярлық Манних реакциясында β- карболин ядросын қалыптастырудың оңайлығымен байланысты. Қарапайым (изопреноид емес) β-карболин туындыларына гармин, гармалин, гарман және кантинонның біршама күрделі құрылымы кіреді. Гармалинді алғаш рет 1838 жылы Гёбель, ал гармайнды 1848 жылы Фрицше оқшаулаған.

Пиролоиндол алкалоидтары

Пиролоиндол алкалоидтары триптамин туындыларының салыстырмалы түрде кішігірім тобын құрайды. Олар 3-ші орында индол ядросының метилирленуімен және 2-ші орында көміртек атомында нуклеофилдік қосылу арқылы этиламино топтың сақинаға жабылуымен жасалады. Бұл топтың типтік өкілі - 1864 жылы Джобст пен Гессе оқшаулаған физостигмин.

Табиғаттағы таралуы

Изопреноид емес индол алкалоидтарына бай өсімдіктерге хармал (Peganum harmala) кіреді, онда харман, хармин және хармалин бар, ал калабар бұршағы (Physostigma venenosum) физостигмин бар. Convolvulaceae тұқымдасының кейбір мүшелері, әсіресе Ipomoea violacea және Turbina corymbosa, ерголиндер мен лизергамидтерді қамтиды. Құрылымдық жағынан ерекшеліктері көп болғанымен, монотерпеноидты индол алкалоидтарының көпшілігі екіқұйлы өсімдіктердің үш туысына жатады: Apocynaceae (Alstonia, Aspidosperma, Rauvolfia және Catharanthus туыстары), Rubiaceae (Corynanthe) және Loganiaceae (Strychnos). Индол алкалоидтары саңырауқұлақтарда да кездеседі. Мысалы, псилоцибин саңырауқұлақтарында триптаминнің, ал клавицепс - лизергі қышқылының туындылары бар. Серотонинді сүтқоректілердің маңызды нейротрансмиттеріне қарастыра отырып, қарапайым индол алкалоидтарына жатқызуға болады.

Биосинтез

Барлық индол алкалоидтарының биогенетикалық алғышарты - триптофан амин қышқылы. Олардың көпшілігі үшін синтездің алғашқы қадамы триптофанды триптаминді қалыптастыру үшін декарбоксиляциялау болып табылады. Диметилтриптамин (ДМТ) триптаминнен S аденозил метионин (SAM) коферменттің қатысуымен метилирлеу арқылы түзіледі. Псилоцин псилоцибинді фосфорильдендіру арқылы түзіледі. Серотонин биосинтезі кезінде аралық өнім триптамин емес, 5 гидрокситриптофан, ол өз кезегінде 5 гидрокситриптамин (серотонин) болып декарбоксилдендіріледі. Ергота алкалоидтарының биосинтезі триптофанды диметилаллилпирофосфатпен (DMAPP) алкилдеуден басталады, онда индол ядросындағы С ((4) көміртек атомы нуклеофилдің рөлін атқарады. Нәтижесінде 4 диметилллил L триптофан N метилирлеуден өтеді. Биосинтездің қосымша өнімдері - ханоклавин I және агроклавин. Соңғысы элимоклавинге гидроксилендіріледі, ал ол өз кезегінде паспал қышқылына тотығады. Аллильді қайта реттеу процесінде паспал қышқылы лизергі қышқылына айналады. Монотерпеноидты индол алкалоидтарының биосинтезі триптамин мен секологаниннің Манних реакциясымен басталады; ол 4,21 дегидрогеиссошизинге айналатын стриктосидинді береді. Содан кейін, монотерпеноидты бөліктері бар (Corynanthe түрі) алькалоидтардың көпшілігінің биосинтезі циклдену арқылы катенаминнің пайда болуымен және никотинамид аденоин динуклеотид фосфатының (NADPH) қатысуымен аждалицинге дейін төмендеуімен жүреді. Басқа алкалоидтардың биосинтезі кезінде 4,21 дегидрогеиссошизин алдымен преакуаммицинге (стрихноз түріндегі алкалоид, Коринанта түріндегі) айналады, бұл басқа алкалоидтарды, сондай-ақ Ибога және Аспидосперма түрлерін береді. Винбластин және винкристин бисиндол алкалоидтары катаратин (Ибога типті алкалоид) және виндолин (Аспидосперма типті) реакциясында түзіледі.

Физиологиялық белсенділік

Индол алкалоидтары орталық және перифериялық жүйке жүйесіне әсер етеді. Сонымен қатар, винбластин және винкристин бисиндол алкалоидтары антинеопластикалық әсер көрсетеді. Серотонинмен құрылымдық ұқсастығы болғандықтан, көптеген триптаминдер серотонин 5 HT рецепторларымен өзара әрекеттеседі. LSD, DMT және псилоцибин сияқты серотонергиялық психоделиктердің негізгі әсері олардың 5 HT2A рецепторларының агонисттері болуымен байланысты. Ал грамин 5 HT2A рецепторының антагонистi болып табылады. Лизергі қышқылы сияқты ерголиндер триптамин мен фенил этиламиннің де құрылымдық элементтерін қамтиды және осылайша 5 HT рецепторларының бүкіл тобына, адренорецепторларға (негізінен α типті) және допамин рецепторларына (негізінен D2 типті) әсер етеді. Сонымен ерготамин α адренергиялық және 5 HT2 рецепторларының ішінара агонистi болып табылады, осылайша қан тамырларын тарылатады және жатырдың жиырылуын ынталандырады. Дигидроэрготамин α- адренергиялық рецепторларға көбірек әсер етеді және серотонин рецепторларына әлсіз әсер етеді. Эргометрин α адренергиялық, 5 HT2 және ішінара D2 рецепторларының агонистi болып табылады. Ергометрин басқа ергота алкалоидтарымен салыстырғанда аналық безді ынталандыруда іріктемелі түрде жоғары. Кейбір монотерпеноидты индол алкалоидтары да адренорецепторлармен өзара әрекеттеседі. Мысалы, аждалицин α1 адренергиялық рецепторлардың селективті антагонистi болып табылады, сондықтан антигипертензивтiк әсерi бар. Йохимбин α2 адренорецепторларына көбірек таңдамалы әсер етеді; кейбір алкалоидтар моноаминдардың айналуына жанама әсер етеді. Сонымен, гармин мен гармалин моноамин оксидазасының кері қайтарылатын селективті ингибиторлары болып табылады. Резерпин моноаминдардың пресинаптикалық және синаптикалық нейрондардағы концентрациясын төмендетеді, осылайша антигипертензивті және антипсихотикалық әсерді тудырады. және ибогаинді NMDA рецепторларына Физостигмин - ацетилхолинестеразды қайтаратын ингибитор.

Қолданбалар

Индол алкалоидтарын құрайтын өсімдіктер мен саңырауқұлақтар дәстүрлі медицинада ұзақ уақыттан бері қолданылып келеді. Раувольфия серпентинаның құрамында активті зат ретінде резерпин бар, ол Үндістанда 3000 жылдан астам уақыт бойы жылан шағылу мен ақылсыздықты емдеу үшін қолданылған. Орта ғасырлардағы Еуропада ерготаның экстракттері медициналық абортта қолданылған. Кейіннен өсімдіктерге индол алкалоидтарының таза препараттары қосылды. Резерпин екінші (хлорпромазиннен кейін) антипсихотикалық препарат болды; дегенмен, ол салыстырмалы түрде әлсіз әсер етеді және қатты жанама әсерлер көрсетеді, сондықтан бұл мақсатта қолданылмайды. Оның орнына, ол гипертонияға қарсы препарат ретінде, көбінесе басқа заттармен бірге тағайындалады. Жүрек-қан тамыр жүйесіне әсер ететін басқа дәрі-дәрмектерге І класты аритмияға қарсы препараттар болып табылатын аджалин және Еуропада гипертонияға қарсы препарат ретінде қолданылатын аджалицин жатады. Ергота алкалоидтары ергометрин (ергобазин, эргоновин), эрготамин және олардың синтетикалық туындылары (метилргометрин) жатырдан қан кетуге қарсы қолданылады, ал бисиндал алкалоидтары винбластин және винкристин ісікке қарсы агенттер болып табылады. Жануарлардағы зерттеулер ибогаиннің героин, кокаин және алкогольге тәуелділікті емдеуде әлеуетті екенін көрсетті, бұл ибогаиннің NMDA рецепторларына антагонизмімен байланысты. Ибогаинді медициналық мақсатта қолдануға оның заңды мәртебесі кедергі келтіреді, өйткені оны көптеген елдерде күшті психоделикалық дәрі ретінде қолдануға тыйым салынады. Алайда Еуропа мен АҚШ-тағы заңсыз желілер ибогаинді есірткіге тәуелділікті емдеу үшін ұсынады. Ежелгі заманнан бастап индол алкалоидтарын құрайтын өсімдіктер психоделикалық дәрі ретінде қолданылған. Ацтектер және мазатектер псилоцибинді саңырауқұлақтар мен Ипомеа триколор сияқты таңғы даңқ түрлерінің психоактивті тұқымдарын қолданған. Амазонка тайпалары психоделикалық инфузияны қолданады, аяхуаска, Психотрия виридис пен Банестиреопсис каапидан жасалады. Psychotria viridis құрамында психоделикалық препарат DMT бар, ал Banisteriopsis caapi құрамында моноамин оксидаза ингибиторлары ретінде әрекет ететін harmalan алкалоидтар бар. Аяхуаскадағы гармала алкалоидтарының негізгі қызметі - асқазан және бауырдағы ДМТ метаболизмін болдырмау, сондықтан ол қан-ми кедергісін кесіп өтуге мүмкіндік береді, ал гармала алкалоидтарының орталық жүйке жүйесіне тікелей әсері өте аз. Колорадо өзеніндегі бақаның улы заты, Bufo alvarius, психоделикалық дәрі ретінде қолданылған болуы мүмкін, оның белсенді құрамдас бөліктері 5 МО ДМТ және буфотенин. Ең көп таралған психоделикалық есірткілердің бірі - ЛСД - жартылай синтетикалық эрголин (оның құрамында индол бөлігі бар).