Alkaloidy purynowe - kofeina, teofilina i teobromina

Związki zaliczane do alkaloidów purynowych (metyloksantyn) cechują się obecnością azotu w układzie heterocyklicznym. Ze względu na sposób ich biosyntezy należą do tzw. alkaloidów właściwych, które powstają z aminokwasów, w tym przypadku z histydyny.

Podstawowe właściwości farmakologiczne metyloksantyn obejmują nieselektywne blokowanie receptorów adenozynowych (A1 i A2). Skutkiem jest działanie ośrodkowe (analeptyczne), aktywność bronchospazmolityczna, zwiększenie diurezy, nasilenie metabolizmu i działanie inotropowo dodatnie.

Poszczególne alkaloidy różnią się jednak między sobą aktywnością:

Kofeina (1,3,7-metyloksantyna) cechuje się silnym wpływem na ośrodkowy układ nerwowy. Związek pobudza ośrodki autonomiczne podwzgórza, rdzenia przedłużonego i korę mózgu. Pobudzające działanie obejmuje ośrodek oddechowy (zwiększona częstość i głębokość oddechów), naczynioruchowy i termoregulacji. Wyraźnie zaznaczone jest też działanie na mięsień sercowy – ino- i chronotropowo dodatnie. Zwiększona siła skurczu serca jest kompensowana działaniem rozszerzającym naczynia obwodowe.

Kofeina może zatem nie wpływać na ciśnienie tętnicze krwi. Wpływ tego alkaloidu na naczynia krwionośne jest o tyle ciekawy, że choć związek rozszerza naczynia obwodowe, to jego oddziaływanie na naczynia mózgowe jest odwrotny. Ponadto kofeina zwiększa ilość wydalanego moczu oraz nasila wydzielanie soku żołądkowego. Wykazuje również działanie antyoksydacyjne, glikogenolityczne i lipolityczne. Kofeina jest składnikiem wielu preparatów farmaceutycznych, otrzymywana syntetycznie lub w wyniku ekstrakcji surowców roślinnych. Często łączona jest ze środkami przeciwbólowymi (paracetamolem lub niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi – nasila ich działanie) w preparatach stosowanych w przeziębieniu. W połączeniu z ergotaminą lub dihydroergotaminą jest natomiast skuteczna w łagodnych bólach głowy i migrenie.

Stosowana jest także w celu zmniejszenia senności, poprawy zdolności zapamiętywania i kojarzenia. Przyjmowana w zwiększonych dawkach może jednak być przyczyną bezsenności i pobudzenia. Wystąpić mogą także: niemiarowość serca, drażliwość, drżenie mięśniowe i reakcje alergiczne. Kofeina nie powinna być też stosowana przez osoby z chorobą wrzodową żołądka i dwunastnicy, ze względu na zwiększanie przez kofeinę wydzielania soku żołądkowego. Przeciwwskazaniami do stosowania preparatów zawierających kofeinę są także: zaburzenia rytmu serca, dławica piersiowa, choroba nadciśnieniowa, marskość wątroby, nadczynność tarczycy, jaskra i zespół lękowy. Również kobiety w ciąży i karmiące piersią powinny ograniczyć przyjmowanie leków i napojów zawierających kofeinę.

Zobacz również:

Teobromina (3,7-dimetyloksantyna) znacznie słabiej od kofeiny wpływa na OUN. Silniej zaznaczone jest z kolei jej działanie moczopędne. Związek rozszerza bowiem naczynia kłębuszków nerkowych, zwiększa przesączanie moczu pierwotnego i hamuje wchłanianie zwrotne jonów chlorkowych. Wskazanie do zastosowania teobrominy obejmuje przede wszystkim nadciśnienie tętnicze. Obecnie lek rzadko stosowany.

Teofilina (1,3-dimetyloksantyna) działa przede wszystkim rozkurczająco na mięśnie gładkie, zwłaszcza oskrzeli, co znalazło zastosowanie w leczeniu astmy oskrzelowej i przewlekłej obturacyjnej choroby płuc. W schorzeniach układu oddechowego korzystne jest także pobudzanie przez związek ośrodka oddechowego, zwiększanie jego wrażliwości na dwutlenek węgla i poprawa klirensu śluzowo-rzęskowego. Teofilina wykazuje ponadto działanie przeciwzapalnie, m.in. hamuje degranulację komórek tucznych, uwalnianie wolnych rodników, substancji cytotoksycznych i cytokin. Jej aktywność obejmuje dodatkowo zmniejszenie przepuszczalności naczyń krwionośnych i napięcia dolnego zwieracza przełyku oraz zwiększenie perystaltyki jelit. Wpływ teofiliny na OUN jest porównywalny do teobrominy.

Alkaloidy purynowe występują w gatunkach roślin należących do rodzin: Marzanowatych (Rubiaceae), Herbatowatych (Theaceae), Mydleńcowatych (Sapindaceae) i Zatwarowatych (Sterculiaceae). Najpopularniejszymi surowcami roślinnymi zawierającymi te związki są: nasiona kakao, kawy i koli, liście mate, liście herbaty i guarana.

Nasienie kakaowca (Cacao semen) cechuje się dużą zawartością teobrominy (do 4%) i znacznie mniejszą kofeiny i teofiliny. To ona warunkuje moczopędne właściwości surowca. Teobromina obecna w nasionach kakaowca wpływa także rozszerzająco na oskrzela i naczynia krwionośne. Za aktywność nasion kakaowca odpowiadają także garbniki (działanie zapierające) i procyjanidyny (właściwości przeciwutleniajace i przeciwkrzepliwe). Kakaowiec właściwy stanowi źródło nie tylko teobrominy, ale także oleju kakaowgo (masła kakaowego) i proszku kakao.

Nasienie kawy (Coffeae semen) działa przede wszystkim pobudzająco i moczopędnie. Zwartość poszczególnych alkaloidów purynowych różni się w zależności od gatunku kawy. Niezmiennie jednak najwięcej w surowcu jest kofeiny (do 2,5%). Niektóre nasiona kawy służą do jej pozyskiwania.

Zarodek kola (Colae embryo) zawiera kofeinę (do 2,5%), teobrominę (0,1%) i jedynie minimalne ilości teofiliny. Za aktywność surowca odpowiada głównie kofeina, która pobudza psychofizycznie. Wyciąg z zarodków kola wchodzi m.in. w skład kropli nasercowych. Surowiec jest też wykorzystywany w produkcji bezalkoholowych napojów orzeźwiających.

Guarana to nazwa pasty otrzymywanej w wyniku zmieszania z wodą, a następnie wysuszenia wyprażonych i rozdrobnionych nasion Paulinia guarana. Surowiec dzięki obecności alkaloidów purynowych, głównie kofeiny (4-6%) wykorzystywany jest w stanach zmęczenia zarówno psychicznego, jak i fizycznego oraz depresjach nerwowych. Poza działaniem analeptycznym wykazuje też właściwości adaptogenne oraz zmniejsza łaknienie. Guarana jest więc też częstym składnikiem preparatów wspomagających odchudzanie.

Liść mate (Mate folium) wykazuje działanie podobne do guarany – przede wszystkim pobudzające. Właściwości analeptyczne zawdzięcza przede wszystkim obecności kofeiny (do 2%). Kofeina w połączeniu z kwasami kawoilochinowymi odpowiada także za moczopędne, inotropowo dodatnie, glikogenolityczne i lipolityczne działanie surowca. Liście mate wchodzą w skład mieszanek ziołowych wykorzystywanych do sporządzania naparów mających pobudzać, poprawiać nastrój i ułatwiać odchudzanie.

Liść herbaty (Theae folium) cechuje się dużą zawartością alkaloidów purynowych (przede wszystkim kofeiny – do 4%), która odpowiada za działanie pobudzające. Mimo obecności większej ilości kofeiny niż w nasionach kawy, jej działanie jest mniej wyraźne ze względu na znajdującą się w liściach herbaty teaninę. Związek działa bowiem antagonistycznie w stosunku do kofeiny. Jednak aktywność surowca wynika również z obecności innych związków – garbników (działanie zapierające) i polifenoli (działanie antyoksydacyjne, przeciwdrobnoustrojowe).

Marta Grochowska

Źródła:
Lamer-Zarawska E., Kowal-Gierczak B., Niedworok J.: Fitoterapia i leki roślinne. PZWL, Warszawa 2007.
Matławska I. (red.): Farmakognozja. Akademia Medyczna im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, Wyd. 3. popr. i uzup., Poznań 2008.