ALCALOIDES Biogénesis de los compuestos más relevantes.
Importancia antropológica de los alcaloides.
OBJETIVOS Definir el concepto de alcaloides
Establecer sus propiedades Conocer su distribución, función y origen Reconocer su estructura química
1816: Se aisla la morfina a partir del opio (Friedrich W. Sertürneer, 1783-1841). 1817: Se aisla la emetina (ipecacuana) y la estricnina y la brucina (nuez vómica) (Joseph Pelletier y Joseph Caventou). También se aisla la narcotina (Robiquet). 1820: Se extrae el principio activo de la cinchona (quinina, cincocina) (Gomes). 1820: Se descubre la cafeína (Runge). 1831: Se descubre la atropina (Mein). 1832: Se aisla la codeína (Robiquet).
1886: Se sintetiza coniína (primer alcaloide sintetizado). A mediados del siglo XX se habían aislado unos 800 alcaloides y a finales del siglo debido a las nuevas tecnologías, ese número se incrementó a unas 7.000 estructuras. La diversidad estructural y la variedad en la actividad biológica de los alcaloides, junto a las de los antibióticos, hacen de estos dos grupos, los más importantes entre las sustancias naturales de interés terapéutico.
El término “alcaloides” fue acuñado en 1818 por Wilhelm Meissner para nombrar a compuestos de origen vegetal con propiedades alcalinas, y que recuerdan la reacción de los minerales con carácter básico. Etimológicamente proviene del árabe al kaly (la sosa) y del griego eidos (aspecto) Los alcaloides son compuestos secundarios cuya definición ha sufrido numerosos cambios a través de los años:
Sustancias naturales que reaccionan como los álcalis. Bases nitrogenadas de origen vegetal o animal con un átomo de N heterocíclico. Compuestos secundarios cuyo esqueleto carbonado proviene de aminoácidos. Bases nitrogenadas vegetales con actividad farmacológica. Actualmente se incluye como alcaloide a TODOS LOS PRODUCTOS NATURALES NITROGENADOS QUE NO SON CLASIFICADOS DE OTRA MANERA (péptidos, aminoácidos no-proteicos, aminas, glicósidos cianogenéticos, glucosinolatos, cofactores enzimáticos, fitohormonas o metabolitos primarios como las bases púricas y pirimídicas).
Los alcaloides han sido encontrados en plantas, hongos, bacterias y también en animales En el reino vegetal se los encuentra tanto en grupos primitivos (Lycopodium y Equisetum) como en gimnospermas y angiospermas. Entre las Plantas Superiores algunas familias presentan mayor número de especies con alcaloides que otras. Familias ricas en alcaloides son: Gnetácaes GIMNOSPERMAS Liliáceas MONOCOTILEDÓNEAS Amarilidáceas Berberidáceas Leguminosas Boragináceas Apocináceas DICOTILEDÓNEAS Rubiáceas Solanáceas Rutáceas Papaveráceas
En general
Tipos específicos de alcaloides
Unidades sistemáticas particulares
o Sistemática o Taxonomía
o Filogenia
Móleculas de carácter básico que poseen nitrógeno como elemento constante y cuyos nombres, que a menudo aluden al de las plantas donde se los encuentra, tienen la terminación ina. Pueden ser:
Compuestos con N en núcleos heterocíclicos Pirrólicos
Piridínicos Isoquinolínicos Indólicos Purínicos, entre otros.
Grupos aminógenos más sencillos Aminas alifáticas Aminas aromáticas
Ejemplos de núcleos alcaloídicos:
Pirrol
Indol
Piridina
Purina
Quinolina
Imidazol
Isoquinolina
Fenantreno
Algunas propiedades generales: Los alcaloides pueden contener oxígeno (cuaternarios), o no (ternarios), en su molécula. Los no oxigenados o ternarios son líquidos incoloros, volátiles con olor y de sabor ardiente que se pueden destilar. Son oxidados por el aire y se colorean por un proceso de resinificación parcial. Generalmente son de bajo peso molecular.
Los oxigenados o cuaternarios son de PM elevado, generalmente sólidos, cristalinos, inodoros y amargos. No se pueden destilar. Son por lo general incoloros o blancos. Al estado libre los alcaloides son habitualmente solubles en solventes orgánicos e insolubles en agua. Sus sales, por el contrario, son solubles en soluciones ácidas e insolubles en solventes orgánicos. La mayoría presenta actividad óptica por la presencia de carbonos asimétricos. Los isómeros ópticos pueden presentar diferencias en sus efectos biológicos.
Criterios
Localización y origen del átomo de nitrógeno Propiedades farmacológicas
Procedencia botánica Estructura del núcleo químico fundamental Origen biosintético
Según la localización y origen del átomo de nitrógeno
Alcaloides verdaderos: son formados a partir de aminoácidos, tienen siempre un nitrógeno heterocíclico, son de carácter básico y existen en la naturaleza normalmente en estado de sal. Protoalcaloides (aminas biógenas): no poseen N heterocíclico, son aminas simples (efedrina, hordeína, mescalina) o bases cuaternarias (colina, acetilcolina, muscarina) productos del metabolismo de los aminoácidos. Pseudoalcaloides: no provienen de aminoácidos sino de compuestos secundarios, como terpenos o esteroides, que incorporan el átomo de N por transaminación.
Según sus propiedades farmacológicas Modificadores del sistema nervioso central Estimulantes nerviosos (alcaloides de la iboga: iboganina; Alcaloides de la nuez vómica: estricnina; etc.). Alucinógenos (alcaloides del peyote: mescalina; alcaloides del yage: harmalina). Modificadores del sistema nervioso autónomo Parasimpático-miméticos (jaborandi: pilocarpina). Anticolinesterásicos (habas de Calabar: eserina;). Parasimpático-líticos (Belladona: atropina; efedras: efedrina), etc.
Según sus procedencia botánica Alcaloides del cornezuelo de centeno (Claviceps purpurea): ergotamina, ergocristina ergocriptina y ergometrina
Alcaloides de la belladona (Atropa belladona): hiosciamina, atropina, norhiosciamina, noratropina, escopolamina, hioscina). Alcaloides del opio (Papaver somniferum): morfina, codeína, tebaína, narcotina, papverina, noscapina, anarceína. Alcaloides de la vinca (Cataranthus roseus): vinblastina, vincristina, vindesina, vinorelbina.
Según su origen biogenético y su estructura química La mayoría de los alcaloides se forman a partir de L-aminoácidos: arginina (ornitina), lisina, triptofano, tirosina y fenilalanina. Además pueden originarse a partir de otro tipo de moléculas como esteroides, secoiridoides y terpenoides. Aminoácido precursor
Estructura química
Ornitina (arginina)
Alcaloides del tropano Alcaloides pirrolidínicos
Alcaloides pirrolizidínicos Lisina
Alcaloides quinozilidínicos Alcaloides pirrolidínicos Alcaloides piperidínicos
Triptofano
Alcaloides del indol
Alcaloides del cornezuelo de centeno Alcaloides complejos Tirosina
Alcaloides del opio
Fenil alanina
Alcaloides fenetilisoquinolínicos
ALCALOIDES DERIVADOS DE LA ORNITINA
Alcaloides del tropano
Hiosciamina y Atropina
• Anestesia gral, colirios
Escopolamina
• Parches transdérmicos
Cocaína
• Hambre fatiga, Anestésico
• Estimulante SNC
Alcaloides pirrolidínicos
Alcaloides
pirrolizidínicos
Nicotina
• EstimulanteSNC,midriasis, taquicardia, hipertensión y fibrilación de musc. estr.
Ricinina
• Tóxico
Mimosina
• Caída de pelo y daño hepático en el ganado.
Retrorsina, heliotrina, senecionina
• Tóxico para el ganado. Transformados en N-óxidos en rumen animal.
Alcaloides del tropano Es el grupo más importante, tanto por la relevancia de sus miembros como por la abundancia de especies vegetales que los contienen. Se encuentran principalmente en las Solanáceas (géneros Atropa, Datura, Hyosciamus, Solandra, Scopolia) aunque también están presentes en otras especies no relacionadas taxonómicamente. Son ésteres de hidroxitropanos y diversos ácidos (trópico y otros). Así para cada alcaloide existen dos resíduos de diferente biogénesis.
Biosíntesis del tropanol (hidroxitropano) La ornitina y el acetato son precursoresdel núcleo tropánico. El grupo N-Metilo puede ser provisto por la metionina tempranamente. La descarboxilación de la Me-ornitina origina la diamina Me-putrescina La oxidación subsecuente forma 4-Meaminobutanal La ciclización espontánea produce el catión 1-metil-pirrolinium (muy reactivo). Su unión imino se condensa con ácido acetoacético que proviene de la acetilCoA para dar hygrina . Esta por deshidrogenación y mediante condensación aldólica forma tropinona. La tropinona se reduce a tropina (HOtropano)
La Atropina y los compuestos relacionados, compiten con la Acetilcolina y otros agonistas muscarínicos por un sitio común de fijación sobre el receptor muscarínico.
Atropina: Esta es usada ampliamente como premedicación en la anestesia general ya que disminuye la salivación y previene el espasmo de laringe y el paro cardíaco. Tropicamidina: es un anticolinérgico derivado sintéticamente de la atropina, es usado rutinariamente para dilatar las pupilas (Midriaticum®) y como herramienta para detectar en forma precoz la enfermedad de Alzheimer. La hiosciamina por hidroxilación origina la escopolamina usada en forma de parches transdérmicos para combatir tratornos de movilidad.
Inhibidores de la recaptación de neurotransmisores (serotonina, dopamina, noradrenalina).
Anestésico de uso tópico y estimulante del SNC. Efecto anorexígeno. Produce adicción. Mediante modificaciones de su estructura se han obtenido derivados con menor efecto adictivo y con mayor acción analgésica.
Nicotina, nor-nicotina, y anabasina aisladas de Nicotiana tabacum Ricinina de Ricinus communis Mimosina en especies de Leucaena
Biosíntesis de nicotina Los pasos iniciales son los mismos que para la biosíntesis de los alcaloides del tropano. El ión N-metil-pirrolinium se une con el ácido nicotínico formando nicotina. El ácido nicotínico provee el anillo piridínico y deriva del ácido quinolínico. En hongos y en animales el ácido quinolínico deriva del triptofano. En bacterias y plantas superiores, de la unión del glicerol con el ácido aspártico.
NICOTINA Al pricipio es estimulante ganglionar.
Luego inhibe la conducción del impulso nervioso simpático y parasimpático a nivel de los ganglios (gangliopéjico). Estimulante del SNC
Produce midriasis, taquicardia e hipertensión Induce la fibrilación de las fibras musculares estriadas. Actúa sobre el sistema respiratorio. Produce polipnea por estimulación de los quimiorreceptores carotídeos. En altas dosis puede producir paro respiratorio.
Ricinina
Mimosina
Alcaloide tóxico presente en las semillas de la planta de la que se obtiene el aceite de ricino (Ricinus communis).
Alcaloide presente en especies forrajeras de la familia Mimosoidea (Leucaena glauca). La ingestión de este alcaloide por los animales produce caída del pelo y daño hepático.
Es estimulante del sistema nervioso central. Podría ser empleado para mejorar la cognición También tiene efectos bactericidas
Alcaloides pirrolizidínicos: Son ésteres formados por la combinación de una parte básica (fracción pirrolizidínica) con ácidos carboxílicos. Pertenecen a este grupo senecionina y retrorsina (Senecio), monocrotalina (Crotalaria) y heliotrina (Heliotropium). Son tóxicos para el ganado debido a que son transformados en N-óxidos en el rúmen animal.
. Comprende 3 grupos de alcaloides: los quinolizidínicos, pirrolidínicos y los de la piperidina Lupinina Alcaloides quinolizidínicos (semillas de lupino) Alcaloides de la
piperidina
Alcaloides pirrolidínicos
Lupinina, lupanina, Tóxicos, nauseas, angustifolina y cisticina vómitos, muerte
Licopodina,cernuina anaferina
Peleterina (raíces y corteza de granado) Lobelina (Lobelia inflata) fruto maduro
Eslaframina (hongos)
Antihelmíntica
Depresión de nervios motores y sensitivos, fibril, convul, paro respiratorio Antihelmíntico
Son los alcaloides del género Lupinus: Lupinina Lupanina Angustifolina Esparteína Cistisina
Tanto la lisina como la cadaverina actúan como precursores.
Se acumulan en las semillas del lupino siendo extremadamente tóxicos. Su ingestión produce náuseas, vómitos y aún hasta la muerte. Intoxicación por lupino (enfermedad aguda que afecta a bovinos). La esparteína tiene propiedades oxitócicas por lo que se la usó para prevenir hemorragias posparto.
Alcaloides de la piperidina
peletierina
anaferina Se los encuentra en plantas no emparentadas taxonómicamente (Moráceas, Solanáceas, Piperáceas, Licopodáceas).
Entre ellos nombramos a la cernuina, licopodina, anaferina, peletierina.
licopodina
La peletierina aislada de raíces y corteza de granado tiene propiedades antihelmínticas (de uso veterinario). La lobelina aislada de Lobelia inflata es usada contra diferentes afecciones broncopulmonares como analéptico respiratorio en la reanimación de los recién nacidos La γ-coniceína y coniína aisladas de cicuta (Conium maculatum), planta altamente tóxica. Su ingestión produce depresión de nervios motores y sensitivos (bloquea el sistema nerviosos peroférico), seguidos de fibrilación, convulsión y posterior paro cardiorrespiratorio
Conium maculatum
coniína
Eslaframina: producida por el hongo Ryzoctonia leguminícola que parasita a las Leguminosas. Es uno de los pocos alcaloides derivados de hongos y tiene propiedades antihelmínticas, aunque su uso como tal está poco difundido.
Incluyen 3 grupos: Alcaloides del Indol, Alcaloides del cornezuelo de centeno Alcaloides de estructura compleja Alcaloides del Indol
Gramina Psilocina, psilocibina
Aumento presión arterial Alucinógenos, midriasis, miorelajación
Alc. del cornezuelo del centeno
Núcleo ergolina Ergotamina + cafeína
Constrictor músc. Uterino Migrañas, cefaleas
Alc. con estructura compleja
Estricnina Quinina Vinblastina,vincristina Catarantina, vindolina
Tóxico Antimalárico Antitumorales, antineoplásicos
.
Alcaloides indólicos: Su número supera el millar y presenta una complejidad estructural muy grande. Dentro de ellos se encuentran los alcaloides alucinógenos que producen modificaciones en la percepción o “borracheras oníricas”. Por lo general tienen una estructura análoga a la de los neurotransmisores mediadores del SNC (serotonina, adrenalina) por lo que tendrían un efecto
agonista competitivo sobre los receptores presinápticos específicos. Muchas de estas drogas son originarias de América y fueron usadas por los
indígenas en prácticas místicas y rituales religiosos.
Alcaloides del ω-amino-alquiltriptofano Gramina, aislado de Gramíneas especialmente de la cebada, que produce elevación de la presión arterial. Participa en mecanismos de defensa (tóxico).
Psilocina y psilocibina, compuestos alucinógenos aislados de hongos del género Psilocibe. El consumo de estos hongos produce midriasis, miorrelajación, falta de concentración, alucinaciones visuales y auditivas, depresiones y euforias alternadas. El sujeto pierde contacto con el medio pero conserva la conciencia.
Las triptaminas simples juegan un importante papel en la cultura indígena de América por sus efectos alucinógenos y extáticos en sus ceremonias mágico religiosas; se han encontrado en hongos alucinógenos de Mesoamérica de los géneros Psilocybe, Stropharia y conocybe (“teonacatl” o “carne de los dioses”) usados por los indios Aztecas en sus ceremonias religiosas desde hace mas de 1700 años. En estos hongos se han encontrado los alcaloides alucinógenos la psilocibina y la psilibina.
Alcaloides del cornezuelo de centeno Son alcaloides producidos por hongos del género Claviceps (Ascomycetes), aunque también se los detectó en Penicillium, Aspergillus y en plantas superiores como las Convolvuláceas. C. purpurea parasita los pistilos de varias Gramíneas, especialmente en centeno. Mediante la forma vegetativa (esfacelia) propaga sus hifas invadiendo el ovario de la flor. La infección ocurre por los conidios que son formas de dispersión del hongo. Los esclerocios (formas resistentes) contaminan la harina del centeno usada para la fabricación del pan. Debido a que los alcaloides no se destruyen con la cocción, producen graves intoxicaciones (ergotismo) Estos alcaloides se caracterizan por tener un núcleo fundamental: la ergolina
Parte de esta estructura deriva del triptofano, el grupo metilo de la metionina y la cadena carbonada del metabolismo terpenoide.
Biosíntesis: Se inicia con la alquilación del triptofano por el isopentenil-pirofosfato (IPP) vía del ácido mevalónico, formando 4-dimetil-alil-triptofano. A partir de éste se forman 2 tipos de alcaloides: 1.- de la clavina (Con CH3 o CH2OH en el C8 y 2.- del ácido lisérgico (con COOH o CO—NH2 en el C8)
A partir del ácido lisérgico por incorporación de grupos amido-péptidos se obtienen los ergot-alcaloides, de los cuales el más importante es la ergotamina. Los alcaloides del cornezuelo del centeno fueron usados como inductores del parto por su efecto constrictor del músculo uterino, pero se abandonó su uso porque podía interferir en la circulación maternofetal. Actualmente es usado para eliminar la placenta y para evitar hemorragias posparto
Presentes en familias como Apocináceas, Rubiáceas, Loganiáceas y Euforbiáceas .
La estricnina (Strichnus nux vomica), Es altamente tóxica. En bajas dosis se inicia con un efecto estimulante pero luego produce convulsiones y contracciones tónicoclónicas hasta causar la muerte. La quinina (Cinchona spp.) Se aisla de corteza de quina. Es el agente antimalárico más efectivo que se conoce. El Plasmodium falciparum causante del paludismo, no desarrolló resistencia contra este compuesto, sin embargo lo hizo con su derivado sintético. También posee actividad antifebril.
Incluye 3 grupos: Alcaloides del opio, derivados del núcleo aporfina y alcaloides del peyote.
Alcaloides del opio
Papaverina, tebaína,
Morfina: analgésico
codeína, morfina
(adictivo), precursor de la heroína Codeína: antitusígeno
Derivados del núcleo
Boldina, isoboldina
aporfina Alcaloides del peyote
Digestivas, coleréticas,
colagogas Mescalina, hordenina,
Alucinaciones, visiones
anhalamina
coloreadas, sobreexitación, antifatiga
papaverina Están en el látex de la adormidera o amapola (Papaver somniferum) y están representados por papaverina, morfina, tebaína y codeína
La biosíntesis de morfina se realiza a partir de S-reticulina. La síntesis de este compuesto se inicia a partir de 2 moléculas de tirosina, una conduce a la formación de dopamina y la otra forma p-hidroxifenilacetaldehído. Estas 2 sustancias se condensan y forman S-norcoclaurina. Luego ocurren una serie de metilaciones y oxidaciones y se forma Sreticulina que puede dar origen a su estereoisómero, la R-reticulina. La S-reticulina fue llamada camaleón químico” porque da origen a una gran cantidad de alcaloides tetrahidro-bencil-isoquinolínicos, de diferente estructura química como papaverina (S-reticulina), codeína, morfina, tebaína, corydalina y berberina (estas últimas provienen del isómero R-reticulina). Luego ocurren metilaciones y oxidaciones que conducen a la formación de berberina, que se acumula en las vacuolas de plantas del género Berberis.
La morfina • Sobre el sistema nervioso central (S.N.C.): acción analgésica que se manifiesta a dosis bajas produciendo depresión de la percepción dolorosa; paralelamente, desarrolla una sedación seguida de euforia que pasa progresivamente a sueño, el despertar es particularmente desagradable; por lo tanto es un buen analgésico pero mal hipnótico. • Sobre la respiración: es un depresor respiratorio; la morfina y sus derivados a bajasdosis tiene acción antitusiva. • La etilación del OH fenólico de la morfina produce un producto mas potente que la codeína de aplicación oftalmológica. Mientras que la diacetil morfina, La heroína, tiene via intravenosa una acción euforizante; mientras que si se sustituye el N-metilo de la morfina por un grupo N-alilo produce la nalorfina, aunque tiene un efecto analgésico, se usa como antagonista del efecto narcótico de la morfina
La morfina es el analgésico más potente que se conoce, sin embargo su uso está restringido sólo para pacientes terminales debido a su efecto adictivo. Su uso es estrictamente controlado por autoridades sanitarias. Además el mercado clandestino del narcotráfico lo usa para obtener un derivado sintético: la heroína.
La codeína es el éster metílico de la morfina, es usada por sus efectos antitusivos. La tebaína es el éter de la codeinona
Boldina e isoboldina Aisladas de hojas de Boldea boldus o Litsea glutinosa. Son importantes por sus propiedades digestivas, coleréticas y colagogas
A este grupo pertenecen: mescalina, hordenina y anhalamina.
La mescalina Es aislada del peyote, una cactácea que crece en Texas y el norte de Méjico. Provoca alucinaciones, visiones coloreadas, aumenta la agudeza visual y disminuye la fatiga. Su efecto es similar a la de los alcaloides indólicos, posiblemente se deba a que in vivo se cicliza espontáneamente tomando una estructura indólica.
Son los alcaloides fenetil-isoquinolínicos. Se forman a partir de tirosina y fenilalanina por la vía de la tiramina y el ácido cinámico. Se citan la colchicina y autumnalina presentes en el cólchico (Colchico autumnale).
La colchicina
Asociada con el allopurinol es muy usada como antigotoso (Allopuril®) Antimitótico: en bajas concentraciones se une a la tubulina inhibiendo la polimerización y por lo tanto la formación de microtúbulos. No puede progresar la anafase y la mitosis queda bloqueada en la metafase. Se la usa en horticultura para obtener poliplioides
Generalmente son glicoalcaloides producidos por varias especies de Solanáceas (Solanum spp y Lycopersicon spp). En pequeñas concentraciones aumentan el sabor de frutos y tubérculos de las plantas que los poseen aumentando su sabor y también ejercen un efecto protector contra insectos y hervíboros. En altas concentraciones pueden llegar a causar efectos tóxicos en humanos. Tienen un esqueleto de colestano de 27 C que se unen a una porción glicosídica por el OH del C3. La porción de aglicona, por lo general es solanidina. Los azúcares más comunes son ramnosa, xilosa y galactosa. Los alcaloides que se forman son: αy ß-solanina, α y ß-chaconina, ß solamargina.
La luz UV es un buen elicitor que favorece la síntesis y acumulación de estos alcaloides que se concentran en órganos con alta actividad metabólica. Han sido usados como anticancerosos y tienen probada acción antifúngica. La intoxicación por solanina se caracteriza por alteraciones gastrointestinales (diarrea, vómito, dolor abdominal) y neurológicas (alucinaciones, dolor de cabeza, etc.)
A este grupo pertenecen alcaloides aislados del te, yerba mate, semillas de cacao y granos inmaduros de café. Se citan: cafeína, teofilina, teobromina. Su biosíntesis ocurre por los siguientes pasos: AMP → IMP → GMP → Guanosina → Xantina. A partir de esta última por acción de metil-transferasas se forman los 3 alcaloides más importantes de este grupo.
La cafeína es usada en medicina como analgésico y como estimulante en la preparación de bebidas no alcohólicas. La teofilina un broncodilatador y antiinflamatorio bronquial. Se usa para tratar broncoespasmos y el asma bronquial (Teosona®)
Se acumulan en hojas jóvenes, donde ejercerían un efecto protector contra larvas de insectos.
Generalmente son glicoalcaloides producidos por varias especies de Solanáceas (Solanum spp y Lycopersicon spp).
Alcaloides
Organo
Género de plantas
Nicotina
Raíces
Nicotiana
Senecionina
Raíces
Senecio
Alcaloides del tropano
Raíces
Atropa, Datura Hyosciamus
Emetina
Raíces
Cephaelis
Sanguinaria
Raíces
Sanguinaria
Betalaínas
Raíces y brotes de tallo
Beta vulgaris
Quinina
Corteza de tallo
Cinchona
Berberina
Tallo y corteza de raíz
Berberis, Mahonia
Cafeína
Tejido verde
Coffea
Alc. de la quinolizidina
Hojas y tej. Fotosintéticos
Lupinus,Cystus,Laburnum
Los alcaloides son almacenados predominantemente en tejidos que son importantes para la supervivencia y reproducción, tejidos jóvenes en activo crecimiento, raíces, corteza de tallos, flores (especialmente semillas), plántulas y tejidos fotosintéticamente activos. La vacuola parece ser la principal estructura para almacenamiento de los alcaloides.
Alcaloides
Género
Vacuolas de hojas Lupanina Esparteína Hiosciamina Nicotina S-scourelina Ajmalicina Betalaminas Senecionina-N-oxido Capsaicina
Lupinus Cytusis, Lupinus Atropa Nicotiana Fumaria Catharanthus Beta, Chenopodium Senecio Capsicum
Idioblastos Coridalina Sanguinarina Rutacridonas Alcaloides indólicos Protopina
Corydalis Sanguinaria Ruta Catharanthus Macleaya
Vesículas de látex Sanguinarina Berberina Morfina y morfinanos Alcaloides benzilisoquinolínicos Alc. de la piperidina y lobelina
Chelidonium Chelidonium Papaver Papaver Lobelia
Existen tres mecanismos de pasajes a través del tonoplasto: •Simple difusión, en el caso de los alcaloides lipofílicos por ejemplo nicotina, ajmalicina, vinblastina, colchicina. •Transporte mediado por carriers en el caso de los alcaloides cargados y polares, es el estado de la mayoría de los alcaloides bajo condiciones fisiológicas y se realiza mediante un mecanismo protón-alcaloide antiporter, por ejemplo en el caso de hyosciamina, lupanina, reticulina, esculerina, senecionina •Fusión de membrana, en los alcaloides que se forman en compartimentos cerrados o vesículas, por ejemplo la berberina.
Transporte contra gradiente de
Simple difusión: Alc.
concentración
Lipofílicos nicotina, ajmalicina, vinbl., colch.
Mediado por carriers: Alc. Polares mecanismo antiporter protón/alc
Fusión de membranas:
berberina Transporte larga distancia por
Lupanina, esparteína, cistisina
floema Transporte larga distancia por
Nicotina, Hiosciamina,
xilema
Escopolamina
El patrón y la concentración de alcaloides usualmente cambia durante el desarrollo y el ciclo anual de la planta. Aún más, en algunos vegetales la concentración de alcaloides puede fluctuar aún en un ciclo diurno
Alcaloides
Máximo de formación
Fuente vegetal
Quinolizidina
Medio día, tarde.
Lupinus, Cytisus, Baptisia
Tropano
Noche / media noche
Atropa
Nicotina
Medianoche
Nicotiana
Morfina
Mediodía
Papaver
En general los alcaloides no son productos finales del metabolismo y pueden ser degradados El nitrógeno es el nutriente limitante para la planta. Los alcaloides almacenados en las semillas son parcialmente degradados durante la germinación y el desarrollo de la nueva plántula (síntesis de aa). Nicotina, alcaloides de la quinolizidina y del tropano son metabolizados (turnover) con tiempos de vida media entre 2 y 48 horas, Los alcaloides pueden oxidarse y racemizarse espontáneamente perdiendo su actividad, pero un continuo turnover podría asegurar que siempre exista una concentración de compuesto activo suficiente.
Son compuestos secundarios que no parecen tener a priori un rol significativo en los procesos fundamentales de la vida de los organismos que lo sintetizan, pero cumplen funciones ecoquímicas importantes. La principal función es la de defensa química de la planta contra el ataque de herbívoros y microorganismos patógenos, actuando como fitoalexinas. Su efecto se manifiesta aún en las interacciones entre plantas (alelopatía). Los alcaloides son compuestos multipropósito, que dependiendo de la situación, pueden ser activos en más de un tipo de interacción con el entorno. Reservorio de N. Sin embargo existen estudios recientes que demuestran que la planta no recupera nitrógeno de los alcaloides para reutilizarlos en otros procesos metabólicos aún en condiciones de crecimiento de nitrógeno limitante. Procesos de degradación y almacenamiento de compuestos nitrogenados. Protectores del vegetal frente a la radiación UV,
