Распространение алкалоидов в растительном мире

Распространены алкалоиды среди семейств неравномерно. Наиболее широко распространены среди покрытосеменных. Особенно богаты алкалоидами растения семейств:

Пасленовые (Solanaceae), Кутровые (Apocynaceae),

Маковые (Papaveraceae), Бобовые (Fabaceae),

Лютиковые (Ranunculaceae), Рутовые (Rutaceae),

Астровые (Asteraceae), Лилейные (Liliaceae) и др.

В водорослях, грибах, мхах, папоротниках и голосеменных они встречаются сравнительно редко.

В растении чаще всего содержится не один, а несколько алкалоидов, например, у мака снотворного установлено 26, а в листьях катарантуса розового более 70 алкалоидов. Но в растении обычно преобладает один, два или три алкалоида, остальные же содержатся в меньшем количестве.

Локализация алкалоидов по органам и тканям

Алкалоиды могут накапливаться в различных органах и частях растений:

листьях (белена черная, дурман обыкновенный),

травах (маклейя, термопсис),

плодах (перец однолетний),

семенах (дурман индейский)

в подземных органах (стефания гладкая).

В растениях, как правило, накапливаются алкалоиды близкого строения, например, в листьях, траве и корнях белладонны - алкалоиды тропанового ряда; в спорынье - индольные алкалоиды.

Различные части растения могут накапливать разные алкалоиды, например, в семенах термопсиса ланцетовидного преобладает цитизин, а в траве - термопсин.

Иногда алкалоиды накапливаются в одном органе, а в других отсутствуют или содержатся в небольших количествах, например, у чемерицы наибольшее количество алкалоидов накапливается в подземных органах.

В растениях алкалоиды находятся в виде солей и растворены в клеточном соке паренхимных клеток. Чаще встречаются соли органических кислот (щавелевой, яблочной, винной, лимонной, и др.); в некоторых растениях алкалоиды связаны со специфическими кислотами, например, хинная кислота характерна для хинного дерева, меконовая - для мака снотворного.

Реже встречаются алкалоиды в виде солей неорганических кислот: серной, фосфорной (мак снотворный).

Содержание алкалоидов в ЛРС колеблется в пределах от десятых (реже сотых) долей процента до 1-3%. Это количество считается значительным, т.к. алкалоиды обладают сильным физиологическим действием.

Только у некоторых растений содержание алкалоидов достигает 10% и более, например, в коре хинного дерева содержание алкалоидов составляет 15-20%, в подземных органах стефании (клубни с корнями) 7,5-9%.

Факторы, влияющие на содержание алкалоидов в растениях

I. Индивидуальные свойства растения (генетический фактор).

В мире растений наблюдается внутривидовая изменчивость, которая может проходить спонтанно, и при этом возникают формы с высоким или низким содержанием алкалоидов - хеморасы. Например, в коре хинного дерева содержание алкалоидов может варьировать от 2,5% до 20% и более.

Различным может быть и качественный состав алкалоидов. Причем оба эти свойства передаются по наследству, что дает возможность проведения селекционных работ с целью получения высокоалкалоидных форм растений с определенным качественным составом. Так были получены эргометриновый, эрготоксиновый, эрготаминовый штаммы спорыньи.

 

II.Фаза вегетации.

Алкалоиды как продукты обмена веществ накапливаются в растениях на определенных этапах онтогенеза. Максимальное содержание алкалоидов в надземных частях растений (листья, травы) совпадает с периодом наиболее интенсивного развития растения - в молодых растущих тканях (рост, бутонизация, цветение). После цветения содержание алкалоидов обычно снижается.

В подземных органах, как правило, больше алкалоидов содержится осенью - в период плодоношения и отмирания надземной части растения.

III. Возраст растения.

Влияние возраста на содержание алкалоидов в растении хорошо прослеживается на хинном дереве. Наиболее богата алкалоидами кора в возрасте дерева от 6 до 12 лет; в старой коре алкалоидов меньше.

У чайного куста наибольшее количество алкалоидов в самых молодых листьях - 3%, а в старых (кожистых) - менее 1%.

 

IV. Экологические факторы.

Температура.

Теплая погода способствует увеличению содержания алкалоидов в растениях, холодная тормозит этот процесс, а заморозки могут действовать губительно.

Свет (освещенность).

Определенной закономерности нет, но значительно чаще интенсивное освещение способствует увеличению содержания алкалоидов. Например, увеличение освещенности стимулирует накопление алкалоидов у термопсиса, паслена дольчатого, у других подавляет их образование (табак, дурман обыкновенный).

Влажность.

Среди алкалоидоносных растений имеются засухоустойчивые и влаголюбивые, но для большинства растений избыток влаги неблагоприятно влияет на накопление алкалоидов (красавка, хинное дерево, мак снотворный).

Высота над уровнем моря.

Для ряда растений увеличение высоты над уровнем моря положительно влияет на содержание алкалоидов, но до определенной высоты. Например, содержание алкалоидов у красавки увеличивается с высотой произрастания, оптимум наблюдается на высоте 1500 м, после чего их содержание уменьшается.

При подъеме в горы некоторые растения теряют свои ядовитые свойства: болиголов пятнистый в горах не содержит кониина.

Большое влияние на накопление алкалоидов оказывают географическое положение и климатические условия.

Установлено, что алкалоидсодержащие растения чаще встречаются на юге, в странах с тропическим и субтропическим климатом.

Кроме того, у растений, произрастающих в южных районах, содержание алкалоидов выше.