تويت
القلوانيات
القلوانيات alcaloides، وتدعى أيضاً القلويدات أو أشباه القلويات، اسم يطلق على بعض المركبات الآزوتية الخفيفة القلوية التي توجد غالباً في العالم النباتي، إلا أنها قد توجد أحياناً في العالم الحيواني أو المنتجات الحيوانية. وتحوي معظم القلوانيات زمرة NH-؛ مما يجعلها شديدة الفعالية صيدلانياً. لكن ثمة أسس آزوتية بسيطة ومجموعات أخرى من المركبات الطبيعية الآزوتية ذات الصفة القلوية أيضاً لا تنتمي إلى القلوانيات ولا تصنف معها هي الأمينات والحموض الأمينية الخطية ومكونات المواد البروتينية... إلخ، وإنما تُصنف في مجموعات أخرى.
تتكون القلوانيات من حلقات كيميائية غير متجانسة؛ لذلك يصنف القلواني (القلويد) تبعاً لطبيعة الحلقة المكونة له إلى مجموعات مثل البيرولات والبيروليدينات والبيريدينات والببيريدينات والإندولات، والكينولئينات والإيزوكينوليئنات والإيميدازولات والبيريميدينات (الشكل 1). كما توجد أيضاً قلوانيات أخرى تنتج من تكاثف أكثر من نواة أو مجموعة من المجموعات سابقة الذكر، إضافة إلى وجود مجموعة صغيرة من المواد غير معروفة التركيب والتي تشبه القلوانيات. يضاف إلى ذلك القلوانيات الحيوانية المنشأ، والتي تنتج من تخرب لحوم الحيوانات نتيجة تفاعلات خمائرية جرثومية بعضها قابلة للتبلور، وهي سامة جداً، تتصف بخواص القلوانيات النباتية، أَطلَق عليها سلمي Selmi اسم الشلوين أو تومائين ptomaine، وهي مواد مهمة من الناحية الحيوية والدوائية والتحليلية والسمية، وهي المسؤولة عن التسممات الغذائية المنشأ التي تسببها اللحوم الفاسدة. وهناك كذلك قلوانيات حيوانية المنشأ أيضاً تتكون في أثناء الحياة، وهي البياضينات أو اللوكومائين Leucoma المشتق اسمها من بياض البيض وهي تختلف عن الشلوينات لأنها تعد من منتجات البدن الحي الطبيعية.
للقلوانيات المختلفة والموجودة في النبات الواحد دائماً بنية كيميائية متقاربة، وهي حقيقة مهمة جداً ومفيدة تسهل تعيين التركيب الكيميائي عند تحديد القلوانيات الرئيسية التي تنتمي عادة إلى الفصيلة النباتية نفسها.
توجد القلوانيات عادة في النباتات مرتبطة مع الحموض بشكل أملاح، فيتحد القلواني مثلاً مع حمض الأوكساليك (حمض الحماض) وحمض اللبن وحمض المالئيك وحمض الطرطير وحمض الليمون... إلخ. ويعتمد محتوى النباتات من القلوانيات على طبيعة التربة والبيئة والفصل، وهي تتوضع غالباً في أجزاء من النبات مثل الحبوب والأوراق والجذور والقشرة. وتستخلص من النباتات عادة بمعالجتها بقلوي مثل هدروكسيد البوتاسيوم، ثم فصلها باستخلاصها بالإيتر أو الكلوروفورم. وقد عُرِفَ ما يقرب من 3000 قلواني. وكان القلواني الأول الذي صنعه لايدنبرغ Ladenburg عام 1886 أبسطها ويدعى كونين conüne، (أو 2 بروبيل ببيريدين C5H10NC3H7)، وهو ذو سمية عالية، إذ إن أقل من 0.2غ منه يقتل الإنسان. يتم الحصول على الكونين من بذور الشوكران hemlock، وهو سم أستخدم في إعدام سقراط. وأكثر سموم هذه المجموعة استخداماً هو الستريكنين وهو سم زعاف، والإنسان أشــد حساسية بالستريكنين من جميع الحيوانات، وهي تختلف من شخص لآخـــر، وإن 0.05غرام من الستريكنين مميت للإنسان الكهل. أما أشد الحيوانات مقاومة للستريكنين فهي الديك والحمام والرخويات. أما الكورار فهو قلواني آخر يسبب الشلل، وقد استخدم لطرد الهنود من أمريكا الجنوبية عن طريق تشريب السهام به، وحمض الليزرجيك LSD، وهو أحد القلوانيات الرئيسية الموجود في فطر الأرغوت (مهماز الشيلم)، الذي يؤدي إلى انفصام الشخصية والهلوسة.
لم يُعرف حتى اليوم دور القلوانيات في النبات على نحو قاطع. وقد افترض هيكل Heckel أن القلوانيات عبارة عن نواتج وسيطة لتشكيل البروتوبلاسما الخلوية. وإذا كانت هذه الفرضية صحيحة فإنها لا تنطبق إلا على القلوانيات التي يكون تركيبها قريباً من الحموض الأمينية. ثبت تجريبياً أن النباتات غير قادرة على تمثل معظم القلوانيات، وبتعبير آخر إذا ما انخفض محتوى النبات من القلواني في أثناء النمو فإنه لن تنتج منه زيادة موافقة في كمية البروتينات. وذهب بعض المؤلفين مثل ايرّيرا Errera إلى افتراض أن القلوانيات تفيـد في حماية النبات، وقد استندت فكرتهم هذه إلى كون القلوانيات مواد موجودة غالباً في الأعضاء المحيطية كالأزهار والثمار وغيرها من النبات. لكن يلاحظ أن القلوانيات لا تحمي النبات من الحيوانات الصغيرة أو الكبيرة على حد سواء. وثمة نظرية مفادها أن للقلوانيات خاصة تنشيط الاستقلاب النباتي، ولكن ذلك لم يثبت تجريبياً بالرغم من وجود مؤشرات عدة تتفق وصحتها.
تبنى بعض العلماء فكرة أن القلوانيات النباتية هي نواتج استقلاب، أي إنها فضلات ناتجة من الاستقلاب الخلوي، وهي بذلك تقوم بتثبيت جزء من الآزوت المطروح، فهي تقوم بدور البولة وحمض البول نفسه عند الحيوانات. غير أن هذه النظرية تفتقر إلى البرهان التجريبي. كما أنه، في الوقت نفسه، يصعب الاقتناع بأن النبات يقوم بصنع جزيء كبير معقد مثل القلوانيات من أجل تثبيت ذرة آزوت واحدة فقط.
وقد اقترح لارسن R.A.Larson، إضافة إلى ما سبق، أن القلوانيات ربما تقوم بدور في حماية النبات من الأكسجين الوحيد 1O2، الذي يسبب بوجود الضوء ضرراً بكل المتعضيات الحية. وقد أظهرت معظم القلوانيات المدروسة هذه الخاصة في تثبيت الأكسجين. لذلك يتوقع المرء أن تتراكم القلوانيات في المناطق ذات الكثافة النباتية العالية والتركيز العالي من الأشعة فوق البنفسجية، وهذا ما يحدث فعلاً.
وإذا كان دور القلوانيات في العالم النباتي لم يحسم بعد، فإن صنع هذه المواد وتوليدها داخل النبات أصبح معروفاً تماماً، فهي تتشـكل من الحموض الأمينية، وإن ألدهيد النمل (ألدهيد فورميك) يقوم حتماً بدور مهم في التصنيع الكيميائي الضوئي للقلوانيات.
استخداماتها الطبية
للقلوانيات تأثيرات فيزيولوجية قوية، حتى عندما تكون بتراكيز قليلة جداً. ويوجد منها نحو 30نوعاً تستخدم في الطب، منها الأتروبين، على سبيل المثال، الذي يستخلص من نبات البيلادونا، وهو يسبب توسع حدقة العين، وكذلك مشتق زهر مدغشقر Pervenche de Madagascar (أو ما يدعى Vinca rosea) الذي يستخدم لمعالجة بعض أنواع السرطان، والمورفين المادة المسكنة للألم الفعالة جداً، والكينين الذي هو دواء نوعي للملاريا، والنيكوتين المضاد للحشرات، أما الره زريين فهو مهدئ جيد (انظر المخطط).
وريد خياطة
القلوانيات alcaloides، وتدعى أيضاً القلويدات أو أشباه القلويات، اسم يطلق على بعض المركبات الآزوتية الخفيفة القلوية التي توجد غالباً في العالم النباتي، إلا أنها قد توجد أحياناً في العالم الحيواني أو المنتجات الحيوانية. وتحوي معظم القلوانيات زمرة NH-؛ مما يجعلها شديدة الفعالية صيدلانياً. لكن ثمة أسس آزوتية بسيطة ومجموعات أخرى من المركبات الطبيعية الآزوتية ذات الصفة القلوية أيضاً لا تنتمي إلى القلوانيات ولا تصنف معها هي الأمينات والحموض الأمينية الخطية ومكونات المواد البروتينية... إلخ، وإنما تُصنف في مجموعات أخرى.
 |
| الشكل (1) |
للقلوانيات المختلفة والموجودة في النبات الواحد دائماً بنية كيميائية متقاربة، وهي حقيقة مهمة جداً ومفيدة تسهل تعيين التركيب الكيميائي عند تحديد القلوانيات الرئيسية التي تنتمي عادة إلى الفصيلة النباتية نفسها.
توجد القلوانيات عادة في النباتات مرتبطة مع الحموض بشكل أملاح، فيتحد القلواني مثلاً مع حمض الأوكساليك (حمض الحماض) وحمض اللبن وحمض المالئيك وحمض الطرطير وحمض الليمون... إلخ. ويعتمد محتوى النباتات من القلوانيات على طبيعة التربة والبيئة والفصل، وهي تتوضع غالباً في أجزاء من النبات مثل الحبوب والأوراق والجذور والقشرة. وتستخلص من النباتات عادة بمعالجتها بقلوي مثل هدروكسيد البوتاسيوم، ثم فصلها باستخلاصها بالإيتر أو الكلوروفورم. وقد عُرِفَ ما يقرب من 3000 قلواني. وكان القلواني الأول الذي صنعه لايدنبرغ Ladenburg عام 1886 أبسطها ويدعى كونين conüne، (أو 2 بروبيل ببيريدين C5H10NC3H7)، وهو ذو سمية عالية، إذ إن أقل من 0.2غ منه يقتل الإنسان. يتم الحصول على الكونين من بذور الشوكران hemlock، وهو سم أستخدم في إعدام سقراط. وأكثر سموم هذه المجموعة استخداماً هو الستريكنين وهو سم زعاف، والإنسان أشــد حساسية بالستريكنين من جميع الحيوانات، وهي تختلف من شخص لآخـــر، وإن 0.05غرام من الستريكنين مميت للإنسان الكهل. أما أشد الحيوانات مقاومة للستريكنين فهي الديك والحمام والرخويات. أما الكورار فهو قلواني آخر يسبب الشلل، وقد استخدم لطرد الهنود من أمريكا الجنوبية عن طريق تشريب السهام به، وحمض الليزرجيك LSD، وهو أحد القلوانيات الرئيسية الموجود في فطر الأرغوت (مهماز الشيلم)، الذي يؤدي إلى انفصام الشخصية والهلوسة.
لم يُعرف حتى اليوم دور القلوانيات في النبات على نحو قاطع. وقد افترض هيكل Heckel أن القلوانيات عبارة عن نواتج وسيطة لتشكيل البروتوبلاسما الخلوية. وإذا كانت هذه الفرضية صحيحة فإنها لا تنطبق إلا على القلوانيات التي يكون تركيبها قريباً من الحموض الأمينية. ثبت تجريبياً أن النباتات غير قادرة على تمثل معظم القلوانيات، وبتعبير آخر إذا ما انخفض محتوى النبات من القلواني في أثناء النمو فإنه لن تنتج منه زيادة موافقة في كمية البروتينات. وذهب بعض المؤلفين مثل ايرّيرا Errera إلى افتراض أن القلوانيات تفيـد في حماية النبات، وقد استندت فكرتهم هذه إلى كون القلوانيات مواد موجودة غالباً في الأعضاء المحيطية كالأزهار والثمار وغيرها من النبات. لكن يلاحظ أن القلوانيات لا تحمي النبات من الحيوانات الصغيرة أو الكبيرة على حد سواء. وثمة نظرية مفادها أن للقلوانيات خاصة تنشيط الاستقلاب النباتي، ولكن ذلك لم يثبت تجريبياً بالرغم من وجود مؤشرات عدة تتفق وصحتها.
تبنى بعض العلماء فكرة أن القلوانيات النباتية هي نواتج استقلاب، أي إنها فضلات ناتجة من الاستقلاب الخلوي، وهي بذلك تقوم بتثبيت جزء من الآزوت المطروح، فهي تقوم بدور البولة وحمض البول نفسه عند الحيوانات. غير أن هذه النظرية تفتقر إلى البرهان التجريبي. كما أنه، في الوقت نفسه، يصعب الاقتناع بأن النبات يقوم بصنع جزيء كبير معقد مثل القلوانيات من أجل تثبيت ذرة آزوت واحدة فقط.
وقد اقترح لارسن R.A.Larson، إضافة إلى ما سبق، أن القلوانيات ربما تقوم بدور في حماية النبات من الأكسجين الوحيد 1O2، الذي يسبب بوجود الضوء ضرراً بكل المتعضيات الحية. وقد أظهرت معظم القلوانيات المدروسة هذه الخاصة في تثبيت الأكسجين. لذلك يتوقع المرء أن تتراكم القلوانيات في المناطق ذات الكثافة النباتية العالية والتركيز العالي من الأشعة فوق البنفسجية، وهذا ما يحدث فعلاً.
وإذا كان دور القلوانيات في العالم النباتي لم يحسم بعد، فإن صنع هذه المواد وتوليدها داخل النبات أصبح معروفاً تماماً، فهي تتشـكل من الحموض الأمينية، وإن ألدهيد النمل (ألدهيد فورميك) يقوم حتماً بدور مهم في التصنيع الكيميائي الضوئي للقلوانيات.
استخداماتها الطبية
للقلوانيات تأثيرات فيزيولوجية قوية، حتى عندما تكون بتراكيز قليلة جداً. ويوجد منها نحو 30نوعاً تستخدم في الطب، منها الأتروبين، على سبيل المثال، الذي يستخلص من نبات البيلادونا، وهو يسبب توسع حدقة العين، وكذلك مشتق زهر مدغشقر Pervenche de Madagascar (أو ما يدعى Vinca rosea) الذي يستخدم لمعالجة بعض أنواع السرطان، والمورفين المادة المسكنة للألم الفعالة جداً، والكينين الذي هو دواء نوعي للملاريا، والنيكوتين المضاد للحشرات، أما الره زريين فهو مهدئ جيد (انظر المخطط).
وريد خياطة