Сравнительно небольшие изменения в метаболизме (обмене веществ) или в исходных веществах приводят к образованию разных алкалоидов у близких родственников из сем. Пасленовых. Мандрагора и скополия очень похожи по алкалоидному составу, но все же между ними есть различия, как, например, между дурманом и беленой. А от табака, томатов, картофеля и пасленов они отличаются еще больше. В то же время никотин, впервые открытый в табаке, был обнаружен в очитке едком, ваточнике сирийском, эклипте белой, в четырех видах плауна и в хвоще. Эти открытия выявили химическое родство между пятью разными ботаническими семействами и такими отдаленными группами, как цветковые растения, хвощи и плауны.
Берберин, алкалоид барбариса, содержится еще в 16 родах растений, принадлежащих к различным семействам. В мире растений берберин – самый распространенный из всех растительных алкалоидов. Он обнаружен в видах растений из семейств Маковых, Лютиковых, Рутовых и Аноновых. Этот алкалоид и его препарат – сульфат берберина применяются при различных болезнях печени и желчного пузыря, а также для лечения пендинской язвы (лейшманиоза).
Одни ботанические семейства отличаются обилием видов, содержащих алкалоиды, другие – нет. До сравнительно недавнего времени не появлялось сообщений о нахождении алкалоидов в представителях сем. Астроцветных (Сложноцветных). Это положение изменилось с тех пор, как стало известно, что заболевания печени домашних животных в Южной Африке вызываются алкалоидами, содержащимися в крестовниках (род Senecio). Из многочисленных крестовников, в том числе и из широко распространенных сорняков и из тех, что встречаются в лесах, на болотистых местах и по берегам рек, были выделены алкалоиды одного и того же типа – гепатотоксические, т. е. ядовитые для печени. Аналогичные алкалоиды обнаружили в растениях рода гелиотроп и триходесма (сем. Бурачниковых) и в некоторых видах кроталярии (сем. Бобовых). Из разных видов этих растений было выделено около 25 алкалоидов. Один из них – платифиллин слабее действует на печень, оказывает атропиноподобное действие на глаза и кишечник. При заболеваниях органов брюшной полости он имеет преимущества перед атропином и применяется как спазмолитик, снимающий боль при приступах, например, желчнокаменной болезни. Основным его источником является крестовник плосколистный (S. platyphyllus).
Близость ботанического происхождения иногда рассматривается как одно из доказательств, подтверждающих принадлежность разных алкалоидов к одному структурному типу химических соединений. Это в свою очередь обусловливает их сходное действие. Например, аконит (борец) и дельфиниум (живокость), оба принадлежащие к сем. Лютиковых, содержат похожие и очень ядовитые алкалоиды – аконитин и дельфинин. Казалось бы, после этого можно классифицировать алкалоиды по их принадлежности к одному семейству или по сходному фармакологическому действию. Но этого сделать не удалось, так как в разных семействах встречается один и тот же алкалоид, а разные алкалоиды иногда оказывают одинаковое действие. Например, пахикарпин (алкалоид софоры толстоплодной), кониин (алкалоид болиголова), никотин (алкалоид табака) и анабазин (алкалоид анабазиса) очень сходны по действию. Это навело на мысль об их химическом родстве. Поэтому классифицируют алкалоиды в зависимости от их химического строения.
Интересно, что в одном и том же растении могут «уживаться» алкалоиды различных типов. Так, в аконите (борце аптечном – A. napellus) наряду с типичными аконитовыми алкалоидами были найдены эфедрин и спартеин. И, пожалуй, не менее интересно, что в организме ряда животных есть те же алкалоиды, что и в растениях. Например, тригонеллин есть в георгине, садовом горохе, семенах конопли, пажитника, в овсе, картофеле, разных видах строфанта, в кофе. Витамин РР (никотиновая кислота) выделяется из организма животных и человека тоже в виде тригонеллина.
В каких же частях растений находятся их удивительные лаборатории? Этот вопрос не праздный, ведь от этого зависит, какие части растений брать для получения алкалоидов. При исследовании растений сем. Пасленовых удалось установить, что алкалоиды образуются сначала в клетках меристемы[5] корешков, когда те достигают всего 3 миллиметров, но могут синтезироваться и в клетках листьев или перемещаться туда из корней. У белладонны наблюдалось значительное перемещение алкалоидов из корней в листья и сравнительно незначительное – в обратном направлении. Никотин и анабазин тоже сначала образуются в корнях, а потом транспортируются в надземные органы.
5
Меристема – ткань, состоящая из мелких клеток с тонкими стенками и крупными ядрами. Расположена в быстро растущих частях растения – в кончиках корней, стеблей и др.