Alkaloid adalah senyawa kimia, yang ditemukan pada tumbuhan, yang dapat bereaksi dengan asam untuk membentuk garam. Semua alkaloid mengandung unsur nitrogen, biasanya dalam struktur multi-cincin yang kompleks.

Sifat alkaloid

Sifat dari alkaloid yaitu:

  1. Alkaloid yang berbentuk cair yaitu konini, nikotin dan spartein.
  2. Mengandung atom nitrogen yang umumnya berasal dari asam amino.
  3. Umumnya berupa Kristal atau serbuk amorf.
  4. Dalam tumbuhan berada dalam bentuk bebas, dalam bentuk N-oksida atau dalam bentuk garamnya.
  5. Umumnya mempunyai rasa yang pahit.
  6. Alkaloid dalam bentuk bebas tidak larut dalam air, tetapi larut dalam kloroform, eter dan pelarut organik lainnya yang bersifat relative non
  7. Alkaloid dalam bentuk garamnya mudah larut dalam air.
  8. Alkaloid bebas bersifat basa karena adanya pasangan elektron bebas pada atom N-nya.
  9. Alkaloid dapat membentuk endapan dengan bentuk iodide dari Hg, Au dan logam berat lainnya (dasar untuk identifikasi alkaloid).

Peran pada tumbuhan

Antara 10 dan 15% dari semua tumbuhan mengandung beberapa jenis alkaloid. Tidak jelas mengapa alkaloid sangat umum, dan itu adalah masalah kontroversi di antara para ilmuwan. Beberapa percaya bahwa tumbuhan membersihkan diri dari kelebihan nitrogen melalui produksi alkaloid, seperti halnya manusia dan mamalia lainnya mengubah kelebihan nitrogen menjadi urea untuk dilewatkan dalam urin.

Beberapa memodifikasi teori ini dengan menyarankan bahwa tumbuhan menggunakan alkaloid untuk sementara waktu menyimpan nitrogen untuk digunakan kemudian, alih-alih membuang unsur yang sulit didapat ini secara bersamaan.

Mungkin teori yang paling mungkin adalah kehadiran alkaloid menghambat serangga dan hewan untuk memakan tumbuhan. Sifat beracun kebanyakan alkaloid mendukung teori ini, meskipun berbagai alkaloid yang digunakan dalam jumlah kecil untuk tujuan tertentu dapat bermanfaat bagi manusia.

Peran pada hewan

Banyak alkaloid bertindak dengan menghalangi atau mengintensifkan aksi neurotransmiter, bahan kimia yang dilepaskan oleh sel-sel saraf sebagai respons terhadap impuls listrik yang disebut sinyal saraf. Neurotransmitter berdifusi ke dalam sel tetangga di mana mereka menghasilkan respons yang sesuai, seperti impuls listrik di sel saraf lain atau kontraksi dalam sel otot.

Setiap sel saraf hanya menghasilkan satu jenis neuro-transmitter; asetilkolin dan norepinefrin adalah yang paling umum. Namun, sel mungkin merespons lebih dari satu jenis neurotransmitter, dan respons untuk setiap jenis mungkin berbeda.

Penggunaan medis

Sejumlah alkaloid digunakan sebagai obat. Di antara yang tertua dan paling terkenal adalah kina, berasal dari kulit pohon Cinchona tropis. Orang India di Amerika Selatan telah lama menggunakan kulit kayu Cinchona untuk mengurangi demam, sama seperti kulit pohon willow digunakan di Eropa sebagai sumber aspirin. Pada tahun 1600-an orang Eropa menemukan bahwa kulit pohon itu dapat mengobati malaria — penyakit parasit yang melemahkan dan seringkali fatal.

Kina dimurnikan sejak tahun 1820, dan segera menggantikan kulit cinchona mentah sebagai pengobatan standar untuk malaria. Tidak sampai tahun 1930an kina diganti oleh analog sintetik yang menawarkan efek samping lebih sedikit dan pasokan yang lebih andal. Kina masih digunakan sebagai zat penyedap utama dalam air tonik, meskipun dalam dosis yang jauh lebih sedikit daripada yang digunakan pada awalnya.

Kulit kayu manis juga menghasilkan quinidine, yang mengontrol kelainan irama jantung seperti fibrilasi, serangkaian detak yang bergetar cepat yang tidak memompa darah, dan penyumbatan jantung, suatu kondisi di mana arus listrik gagal mengoordinasikan kontraksi ruang-ruang atas dan bawah jantung.

Vincaleukoblastine dan vincristine, dua alkaloid yang berasal dari tumbuhan periwinkle (Catharanthus roseus), digunakan untuk mengobati kanker sel darah putih. Vincaleukoblastine sangat berguna melawan limfoma (kanker kelenjar getah bening), sementara vincristine digunakan untuk melawan bentuk leukemia anak yang paling umum.

Atropin adalah contoh alkaloid yang diproduksi oleh beberapa tumbuhan, termasuk tumbuhan malam yang mematikan (Atropa belladonna), gulma Jimson (Datura stramonium), dan henbane (Hyoscyamus niger). Ini memiliki berbagai kegunaan medis, karena mampu mengendurkan otot polos dengan menghalangi aksi neurotransmitter acetylcholine.

Atropin paling sering digunakan untuk melebarkan pupil selama pemeriksaan mata. Atropin juga mengurangi hidung tersumbat, berfungsi sebagai penangkal gas saraf dan keracunan insektisida, dan digunakan untuk menyadarkan pasien dalam henti jantung.

Pilocarpine, berasal dari beberapa semak Brasil dari genus Pilocarpus, adalah alkaloid lain yang digunakan dalam oftalmologi. Obat ini merangsang drainase cairan berlebih dari bola mata, menghilangkan tekanan optik tinggi yang disebabkan oleh glaukoma. Jika tidak diobati, glaukoma dapat menyebabkan kebutaan.

Pengenalan reserpin pada 1950-an merevolusi pengobatan tekanan darah tinggi dan membawa harapan baru bagi mereka yang menderita kondisi yang sebelumnya tidak dapat diobati dan mengancam jiwa ini. Berasal dari pohon-pohon tropis dan semak-semak dari genus Rauwolfia, reserpin bekerja dengan menipiskan simpanan neurotransmitter norepinefrin tubuh.

Di antara fungsinya yang lain, norepinefrin berkontraksi pada arteri, sehingga berkontribusi terhadap tekanan darah tinggi. Sayangnya, reserpin juga menyebabkan kantuk dan terkadang depresi berat. Pengobatan tanpa efek samping ini telah dikembangkan dalam beberapa dekade terakhir, dan reserpin sekarang jarang digunakan.

Fungsi alkaloid pada tumbuhan

Alkaloid telah dikenal selama bertahun-tahun dan telah menarik perhatian terutama karena pengaruh fisiologinya terhadap mamalia dan pemakaiannya di bidang farmasi, tetapi fungsinya dalam tumbuhan hampir sama sekali kabur. Beberapa pendapat mengenai kemungkinan perannya dalam tumbuhan sebagai berikut:

  1. Alkaloid berfungsi sebagai hasil buangan nitrogen seperti urea dan asam urat dalam hewan (salah satu pendapat yang dikemukan pertama kali, sekarang tidak dianut lagi).
  2. Beberapa alkaloid mungkin bertindak sebagai tandon penyimpanan nitrogen meskipun banyak alkaloid ditimbun dan tidak mengalami metabolisme lebih lanjut meskipun sangat kekurangan nitrogen.
  3. Pada beberapa kasus, alkaloid dapat melindungi tumbuhan dari serangan parasit atau pemangsa tumbuhan. Meskipun dalam beberapa peristiwa bukti yang mendukung fungsi ini tidak dikemukakan, mungkin merupakan konsep yang direka-reka dan bersifat ‘manusia sentris’.
  4. Alkaloid dapat berlaku sebagai pengatur tumbuh, karena dari segi struktur, beberapa alkaloid menyerupai pengatur tumbuh. Beberapa alkaloid merangasang perkecambahan yang lainnya menghambat.
  5. Semula disarankan oleh Liebig bahwa alkaloid, karena sebagian besar bersifat basa, dapat mengganti basa mineral dalam mempertahankan kesetimbangan ion dalam tumbuhan.

Sumber Alkaloid

Pada waktu yang lampau sebagian besar sumber alkaloid adalah pada tanaman berbunga, angiosperma (Familia Leguminoceae, Papavraceae, Ranunculaceae, Rubiaceae, Solanaceae,Berberidaceae) dan juga pada tumbuhan monokotil (Familia Solanaceae dan Liliaceae). Pada tahun-tahun berikutnya penemuan sejumlah besar alkaloid terdapat pada hewan, serangga, organisme laut, mikroorganisme dan tanaman rendah. Beberapa contoh yang terdapat pada berbagai sumber adalah isolasi muskopiridin dari sebangsa rusa; kastoramin dari sejenis musang Kanada ; turunan Pirrol-Feromon seks serangga ; Saksitoksin – Neurotoksik konstituen dari Gonyaulax catenella ; pirosiamin dari bacterium Pseudomunas aeruginosa; khanoklavin-I dari sebangsa cendawan, Claviceps purpurea ; dan likopodin dari genus lumut Lycopodium.

Karena alkaloid sebagai suatu kelompok senyawa yang terdapat sebagian besar pada tanaman berbunga, maka para ilmuwan sangat tertarik pada sistematika aturan tanaman. Kelompok tertentu alkaloid dihubungkan dengan famili atau genera tanaman tertentu. Berdasarkan sistem Engler dalam tanaman yang tinggi terdapat 60 order. Sekitar 34 dari padanya mengandung alkaloid. 40% dari semua famili tanaman paling sedikit mengandung alkaloid. Namun demikian, dilaporkan hanya sekitar 8,7% alkaloid terdapat pada disekitar 10.000 genus. Kebanyakan famili tanaman yang mengandung alkaloid yang penting adalah Liliaceae, solanaceae dan Rubiaceae. Famili tanaman yang tidak lazim yang mengandung alkaloid adalah Papaveraceae. Dalam kebanyakan famili tanaman yang mengandung alkaloid, beberapa genera mengandung alkaloid sedangkan genera yang lain tidak mengandung alkaloid. Suatu genus sering menghasilkan alkaloid yang sama, dan bahkan beberapa genera yang berbeda dalam suatu famili dapat mengandung alkaloid yang sama. Sebagai contoh hiossiamin diperoleh dari tujuh generayang berbeda dari famili tanaman Solanaceae. Dilain pihak alkaloid yang lebih kompleks, seperti vindolin dan morfin, sering terdapat dalam jumlah yang terbatas pada satu spesies atau genus tanaman.

Di dalam tanaman yang mengandung alkaloid, alkaloid mungkin terlokasi (terkonsentrasi) pada jumlah yang tinggi pada bagian tanaman tertentu. Sebagai contoh reserpin terkonsentrasi pada akar (hingga dapat diisolasi) Rauvolfia sp ; Quinin terdapat dalam kulit, tidak pada daun Cinchona ledgeriana ; dan morfin terdapat pada getah atau latex Papaver samniferum. Pada bagian tertentu tanaman tidak mengandung alkaloid tetapi bagian tanaman yang lain sangat kaya alkaloid. Namun ini tidak berarti bahwa alkaloid yang dibentuk di bagiam tanaman tersebut. Sebagai contoh dalam species Datura dan Nicotiana dihasilkan dalam akar tetapi ditranslokasi cepat ke daun, selain itu alkaloid juga dalam biji (Nux vomica, Areca catechu), buah (Piperis nigri ), daun (Atropa belladona), akar & rhizoma (Atrpa belladona & Euphorbia ipecacuanhae) dan pada kulit batang (Cinchona succirubra). Fungsi alkaloid ini bermacam-macam diantaranya sebagai racun untuk melindungi tanaman dari serangga dan binatang, sebagai hasil akhir dari reaksi detoksifikasi yang merupakan hasil metbolit akhir dari komponen yang membahayakan bagi tanaman, sebagai faktor pertumbuhan tanaman dan cadangan makanan.

Kisaran konsentrasi total alkaloid tang terdapat pada bagian tanaman tertentu sangat bervariasi. Sebagai contoh, reserpin dapat mencapai konsentrasi hingga 1% dalam akar Rauvolfia serpentine, tetapi vinkristin dari daun Catharanthus roseus diperoleh hanya 4.10-6 % Dapat dibayangkan persoalan yang menyangkut dalam industri yang memproduksi alkaloid yang terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit.