A. Asal-usul alkaloid
Alkaloid adalah suatu golongan
senyawa organik yang terbanyak ditemukan di alam. Hampir seluruh alkaloid
berasal dari tumbuh-tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan
tingkat tinggi. Sebagian besar alkaloid terdapat pada tumbuhan dikotilsedangkan
untuk tumbuhan monokotil dan pteridofita mengandung alkaloid dengan kadar yang
sedikit.
Dalam Meyer’s Conversation Lexicons
tahun 1896 dinyatakan bahwa alkaloid terjadi secara karakteristik di dalam
tumbuh- tumbuhan, dan sering dibedakan berdasarkan kereaktifan fisiologi yang
khas. Senyawa ini terdiri atas karbon, hidrogen, dan nitrogen, sebagian besar diantaranya
mengandung oksigen. Sesuai dengan namanya yang mirip dengan alkali (bersifat basa)
dikarenakan adanya sepasang elektron bebas yang dimiliki oleh nitrogen sehingga
dapat mendonorkan sepasang elektronnya. Kesulitan mendefinisikan alkaloid sudah
berjalan bertahuntahun. Definisi tunggal untuk alkaloid belum juga ditentukan.
Trier menyatakan bahwa sebagai hasil kemajuan ilmu pengetahuan, istilah yang
beragam senyawa alkaloid akhirnya harus ditinggalkan (Hesse, 1981).Garam
alkaloid dan alkaloid bebas biasanya berupa senyawa padat, berbentuk kristal
tidak berwarna (berberina dan serpentina berwarna kuning). Alkaloid sering kali
optik aktif, dan biasanya hanya satu dari isomer optik yang dijumpai di alam,
meskipun dalam beberapa kasus dikenal campuran rasemat, dan pada kasus lain
satu tumbuhan
mengandung satu isomer sementara tumbuhan lain mengandung
enantiomernya (Padmawinata,1995). Ada juga alkaloid yang berbentuk cair,
seperti konina, nikotina, dan higrina. Sebagian besar alkaloid mempunyai rasa
yang pahit. Alkaloid juga mempunyai sifat farmakologi. Sebagai contoh, morfina
sebagai pereda rasa sakit, reserfina sebagai obat penenang, atrofina berfungsi sebagai
antispamodia, kokain sebagai anestetik lokal, dan strisina sebagai stimulan
syaraf (Ikan,1969).
Alkaloid dihasilkan oleh banyak
organisme, mulai dari bakteria, fungi (jamur),tumbuhan, dan hewan. Ekstraksi
secara kasar biasanya dengan mudah dapat dilakukan melalui teknik ekstraksi
asam-basa. Rasa pahit atau getir yang dirasakan lidah dapat disebabkan oleh
alkaloid. Awal alkaloida diketahui hanya terdapat dalam tumbuhan, terutama
tumbuhan berbunga, Angiospermae. Selanjutnya ternyata terdapat dalam hewan,
serangga, biota laut, mikroorganisme dan tumbuhan rendah. Contoh : Sebangsa
rusa (muskopiridina), sejenis musang Kanada (kastoramina).
Alkaloida adalah senyawa yang
mempunyai struktur heterosiklik yang mengandung atom N. didalam intinya dan
bersifat basa, karena itu dapat larut dalam asam-asam serta membentuk garamnya,
dan umumnya mempunyai aktifitas fisiologis baik terhadap manusia ataupun hewan.
Alkaloid merupakan senyawa yang mengandung atom nitrogen yang tersebar secara terbatas
pada tumbuhan.
Istilah "alkaloid" (berarti
"mirip alkali", karena dianggap bersifat basa) pertama kali dipakai oleh
Carl Friedrich Wilhelm Meissner (1819), seorang apoteker dari Halle(Jerman)
untuk menyebut berbagai senyawa yang diperoleh dari ekstraksi tumbuhan yang
bersifat basa (pada waktu itu sudah dikenal, misalnya, morfina, striknina,
serta solanina)..
umumnya alkaloid adalah senyawa
metabolid sekunder yang bersifat basa,
yang mengandung satu atau lebih atom nitrogen, biasanya dalam
cincin heterosiklik, dan bersifat aktif biologis.
B. Tata Nama Senyawa Alkaloid
Alkaloida tidak mempunyai tatanama
sistematik. Oleh karena itu suatu alkaloida dinyatakan dengan nama trivial,
misalnya kuinin,morfin, dan stiknin. Hampir semua nama trivial ini berakhiran
–in yang mencirikan alkaloida.
Alkaloid secara umum mengandung
paling sedikit satu buah atom nitrogen yang bersifat basa dan merupakan bagian
dari cincin heterosiklik. Sebagian besar alkaloida mempunyai kerangka dasar
polisiklik termasuk cincin heterosiklik nitrogen serta mengandung subtituen yang
tidak terlalu bervariasi. Atom nitrogen alkaloida hampir selalu berasal dalam
bentuk gugus amin (-NR2) atau gugus amida (-CO-NR2) dan tidak pernah dalam
bentuk gugus nitro (NO2) atau gugus diazo. Sedang subtituen oksigen biasanya
hanya ditemukan sebagai gugus fenol (-OH), metoksi (-OCH3) atau gugus
metilendioksi (-O-CH2-O). Subtituen-subtituen oksigen ini dan gugus N-metil
merupakan ciri sebagian besar alkaloida.
Pada alkaloida aromatik terdapat
suatu pola oksigenasi tertentu. Pada senyawa –senyawa ini gugus fungsi oksigen
ditemukan dalam posisi para atau para dan meta dari cincin aromatic.
Penamaan Alkaloida
Beberapa penamaan alkaloid berdasarkan
family/keluarga/genus dimana mereka ditemukan.
Contoh Papavarine, Punarnavin,ephidrin
Berdasarkan spesies tumbuh asal. Contoh kokain, beladonin
Berdasarkan nama umum tumbuhan penghasil. Contohnya
alkaloid ergot
Berdasarkan aktivitas fisik contohnya morfin yang dikenal
dengan tanaman Dewa dari
Mimpi. Emitin yang berarti muntahan menurut penemu.
Peletierine yang merupakan gugus yang ditemukan oleh P.J
Peletier
Ada beberapa nama dengan penambahan prefiks pada penamaan
alkanoid. Contohnya epi, iso,neo, pseodo, nor, CH.
C. Isolasi Alkaloid
Satu-satunya sifat kimia alkaloid
yang paling penting adalah kebasaannya. Metode pemurnian dan pencirian ialah
umumnya mengandalkan sifat ini, dan pendekatan khusus harus
dikembangkan untuk beberapa alkaloid misalnya rutaekarpina,
kolkhisina, risinina) yang tidak
bersifat basa. Umumnya isolasi bahan bakal sediaan galenik
yang mengandung alkaloid
dilakukan dengan beberapa cara, yaitu:
1. Dengan menarik menggunakan pelarut-pelarut organik
berdasarkan azas Keller. Yaitu alkaloida disekat pada pH tertentu dengan
pelarut organik. Prinsip pengerjaan dengan azas Keller yaitu alkaloida yang
terdapat dalam suatu bakal sebagai bentuk garam, dibebaskan dari ikatan garam
tersebut menjadi alkaloida yang bebas. Untuk itu ditambahkan basa lain yang
lebih kuat daripada basa alkaloida tadi. Alkaloida yang bebas tadi diekstraksi
dengan menggunakan pelarut–pelarut organic misalnya Kloroform. Tidak dilakukan
ekstraksi dengan air karena dengan air maka yang masuk kedalam air yakni
garamgaram alkaoida dan zat-zat pengotor yang larut dalam
air, misalnya glikosida-glikosida, zat warna, zat penyamak
dan sebagainya. Yang masuk kedalam kloroform disamping alkaloida juga
lemaklemak, harsa dan minyak atsiri. Maka setelai alkaloida diekstraksi dengan
kloroform maka harus dimurnikan lagi dengan pereaksi tertentu. Diekstraksi lagi
dengan kloroform. Diuapkan, lalu didapatkan sisa alkaloid baik dalam bentuk
hablur maupun amorf. Ini tidak berate bahwa alkaloida yang diperoleh dalam
bentuk murni, alkaloida yang telah diekstaksi ditentukan legi lebih lanjut.
Penentuan untuk tiap alkaloida berbeda untuk tiap jenisnya. Hal-hal yang harus
diperhatikan pada ekstraksi dengan
azas Keller, adalah :
a. Basa yang ditambahkan harus lebih kuat daripada alkaloida
yang akan dibebaskan dari
ikatan garamnya, berdasarkan reaksi pendesakan.
b. Basa yang dipakai tidak boleh terlalu kuat karena
alkaloida pada umumnya kurang
stabil. Pada pH tinggi ada kemungkinan akan terurai, terutama
dalam keadaan bebas, terlebih
bila alkaloida tersebut dalam bentuk ester, misalnya :
Alkaloid Secale, Hyoscyamin dan Atropin.
c. Setelah bebas, alkaloida ditarik dengan pelarut organik
tertentu, tergantung
kelarutannya dalam pelarut organik tersebut. Alkaloid
biasanya diperoleh dengan cara
mengekstraksi bahan tumbuhan memakai air yang diasamkan yang
melarutkan alkaloid sebagai garam, atau bahan tumbuhan dapat dibasakan dengan
natrium karbonat dan sebagainya dan basa bebas diekstaksi dengan pelarut
organik seperti kloroform, eter dan sebagainya. Radas untuk ekstraksi sinabung
dan pemekatan khusunya digunakan untuk alkaloid yang tidak tahan panas.
Beberapa alkaloid menguap seperti,nikotina dapat dimurnikan dengan cara
penyulingan uap dari larutanmyang diabasakan. Larutan dalam air yang bersifat
asam danmmengandung
alkaloid dapat dibasakan dan alkaloid diekstaksim dengan
pelarut organik , sehingga senyawa netral dan asam yang mudah larut dalam air
tertinggal dalam air. Cara lain yang berguna untuk memperoleh alkaloid dari
larutan asam adalah dengan penjerapan menggunakan pereaksi Lloyd. Kemudian
alkaloid dielusi dengan dammar XAD-2 lalu diendapkan dengan pereaksi Mayer atau
Garam Reinecke dan kemudian endapan dapat dipisahkan dengan cara kromatografi pertukaran
ion. Masalah yang timbul pada beberapa kasus adalah bahwa alkaloid berada dalam
bentuk terikat yang tidak dapat dibebaskan pada kondisi ekstraksi biasa.
Senyawa pengkompleksnya barangkali polisakarida atau glikoprotein yang dapat
melepaskan alkaloid jika diperlakukan dengan asam.
` 2. Pemurnian alkaloida dapat dilakukan dengan cara modern
yaitu dengan pertukaran ion.
3. Menyekat melalui kolom kromatografi dengan kromatografi
partisi.
Cara kedua dan ketiga merupakan cara yang paling umum dan
cocok untuk memisahkan campuran alkaloid. Tata kerja untuk mengisolasi dan
mengidentifikasi alkaloid yang terdapat dalam bahan tumbuhan yang jumlahnya
dalam skala milligram menggunakan gabungan kromatografi kolom memakai alumina
dan kromatografi kertas.
E. Bioaktivitas Alkaloid
Setiap dari masing masing golongan alkaloid memiliki bioaktifitas
sendiri-sendiri. Untuk mengenal lebih jauh maka di bawah ini akan dipaparkan
secara singkat dan jelas bioaktifitas dari masing-masing alkaloid secara lebih
jauh.
1.Bioaktifitas Golongan Piridin
Secara luas piridin digunakan sebagai pelarut. Piridin bersifat polar
tetapi aprotik. Piridine larut dalam sebagian besar larutan termasuk heksan dan
air. Piridin yang terdestilasi yang disebut dengan piridin-d5 adalah
pelarut yang sesuai untuk 1H NMR spektroskopi.
2.Piperin
Piperin ditemukan pada CYP3A4 dan P-glycoprotein, enzyme yang penting pada
metabolisme dan transport dari xenobiotik dan metabolit. Pada penelitian pada
hewan piperin juga inhibitor enzym yang lain pada proses metabolisme tubuh.
Dengan menjadi inhibitor maka piperin meningkatkan bioavailabilitas dari
beberapa komponen misalnya pada kurkumin.
Piperin juga ditemukan dapat menstimulasi proses pigmentasi pada kulit.
Berdasarkan pada efeknya pada metabolisme obat, piperin harus diberikan secara
hati-hati pada proses medikasi.
3. Trigonelin
Trigonelin biasanya terdapat pada kopi yang dapat mencegah mutasi
bakteri Streptococcos melekat pada gigi.
4. Pilokarpin
Pilokarpin digunakan dalam terapi open-angle glaucoma dan angle-closure
glaukoma akut yang lebih dari 100 tahun. Efek kerja dari pilokarpin terjadi
pada Muskarinik Reseptor M3 yang ditemukan pada otot iris mata yang bisa
menyebabkan mata berkontraksi dan terjadilah miosis.
Pilokarpin juga digunakan untuk mengobati mulut kering ( xerostomia)
misalnya akibat dari terapi radiasi pada kanker kepala dan leher.
5. Sistin
Sistin adalah reseptor agonis nikotinik asetilkolin dan sebagai pengobatan
terhadap preparasi farmasetik dalam upaya pengobatan untuk pecandu nikotin.
Derifatif dari sistin yaitu vareniklin telah dikembangkan sebagai obat
penghenti merokok.
Tanaman yang mengandung sistin memiliki efek positif diantaranya adalah
rendah toksik tetapi juga memilki efek samping yaitu mual, muntah, sakit hati,
sakit kepala dan pada dosis tingg menyebabkan kematian akibat dari kegagalan
pernapasan.
6. Nikotin
Nikotin bisa digunakan sebagai salah satu terapi pengobatan bagi pecandu
rokok. Nikotin dan metabolitnya sedang diteliti kemampuannya sebagai terapi
untuk penyakit kejiwaan misalnya ADHD, Schizophrenia dan penyakit Parkinson.
Penderita Schizophrenia bisa merokok dua sampai tiga kali lebih sering dari
perokok tanpa gangguan mental, hal ini merupakan bentuk swa-medikasi untuk
meningkatkan perhatian dan meningkatkan daya ingatnya.
2. Bioaktifitas Golongan Tropan
Atropin
Secara umum atropin memanjangkan dan memendekan seluruh aktifitas dari
otot dan kelenjar yang diregulasi oleh sistem saraf parasimpatik. Ini terjadi
karena atropin merupakan antagonis kompetitif dari reseptor muskarinik
asetilkolin.
Atropin secara topikal digunakan sebagai sikloplegik dan sebagai midriatik
untuk dilatasi pada pupil. Atropin menyebabkan midriasis dengan jalan
membloking kontraksi dari otot spingter pupil. Atropin kontraindikasi dengan
pasien glaukoma sempit.Atropin bisa digunakan pada pasien yang memilki trauma
yang besar.
Injeksi Atropin biasa digunakan pada terapi bradikardi, asistol dan PEA
pada penderita penyakit jantung. Hal ini terjadi karena adanya reaksi dari
syaraf vagus dari sistem parasimpatik pada jantung yang akhirnya menurunkan
tekanan.
Atropin merangsang keluarnya air liur, keringat dan mukosa kelenjar. Hal
ini sangat berguna pada terapi hipertiroid dan dapat mencegah kematian pada
pasien. Atropin juga digunakan sebagai antidotum pada SLUDGE ( Salivation, Lacrimation,
Urination, Diaphoresis, Gastrointestinal motility, Emesis) penyakit yang
disebakan karena keracunan organophospat. Atropin juga bisa dimanfaatkan untuk
mengurangi efek dari asetilkolin.
Kokain
Kokain merupakan stimulan dari sistem syaraf pusat dan penurun nafsu
makan. Secara spesifik merupakan dopamin reuptake inhibitor, noradrenalin
reuptake inhibitor dan sekaligus serotonin reuptake inhibitor. Karena proses
kerjanya yang mempengaruhi mesolimbic reward pathway maka kokain bersifat
adktif. Meskipun demikian kokain juga sering digunakan sebgai anestesi secara
topikal, meskipun pada anak-anak, biasanya terutama pada operasi mata, hidung
dan tenggorokan.
Scopolamin
Scopolamin memiliki tiga kegunaan primer: terapi pada mual dan penyakit
motion, terapi pada kejang di saluran pencernaan dan untuk penyakit pada mata.
Kegunaannya secara umum adalah untuk depresan dan mengobati penyakit mata.
Scopolamin jarang digunakan sebagai praanestesi dan tidak pernah digunakan
dalam terapi penyakit Parkinson. Scopolamin juga digunakan sebagai bahan
tambahan pada analgesik narkotik seperti pada obat tidur yang mengandung morfin
dan scopolamin.
3. Bioaktifitas Golongan Quinolin
Quinin
Quinin sangat efektif untuk pengobatan pada malaria yang disebabkan oleh
Plasmodium falciparum.
Quinidine
Quinidin memilki efek utama sebagai antiaritmik, dengan cara memblokade
masuknya natrium pada sel. Hal ini menyatakan jika detak jantung meningkat maka
blokade dari ion natrium menurun. Quinidin juga memilki efek pada chanel ion
pada aktifitas cardiac, dengan cara memperpanjang interval QT pada permukaan
ECG.
Strychnin
Strichnin memiliki efek sebagai bloker atau antagonis pada inhibitor
atau strichnin-sensitif yakni reseptor glysin. Meskipun Strichnin terkenal
sangat beracun tetapi pada dosis yang kecil bisa digunakan sebagai stimulan,
laxantif dan sebagai terapi pada beberapa sakit perut. Strichnin juga bisa
berfungsi sebagai pestisida pada hewan pengerat.
Brucin
Pada kegiatan medis brucin digunakan sebagai pengatur tekanan darah dan
untuk mengatasi beberapa penyakit jantung.
Veratrin
Veratrin digunakan sebgai salep pada terapi neuralgia dan sakit rematik.
4. Bioaktifitas Golongan Isoquinolin
Isoquinolin bisa digunakan untuk berbagai macam fungsi diantaranya adalah
anastetik, antihipertensi seperti quinapril, quinaprilat dan debrisoquine,
sebagai antifungal, disinfektan, vasodilator seperti papaverin.
Codein
Codein bisa dimanfaatkan sebagai obat batuk dengan dosis rendah, juga bisa
untuk diarrhea da untuk beberapa sakit kepala. Terkadang dipasaran codein
dipasarkan dengan campuran kombinasi menggunakan acetaminophen seperti codamol,
paracod, panadeine ataupun juga dikombinasikan dengan analgesik misalnya
aspirin seperti co-codaprin ataupun dengan NSAID ibuprofen seperti Nuferon plus
dan lain sebagainya. Kombinasi tersebut menghasilkan efek synergis obat yang
baik.
Morphine
Morfin merupakan narkotika yang dapat berfungsi sebagai agonis reseptor
opioid fenantren. Pada klinis, morfine memiliki efek farmakologi pada sistem
syaraf pusat. Morfin merupakan narkotik rapi-action dan sangat kuat sebagai
reseptor µ-opioid sehingga menyebabkan efek sedasi, euphoria, penurunan fisik
dan depresi pernapasan. Morfin juga merupakan ?-opioid dan ?- opioid agonis
reseptor, ?-opioid bekerja pada spinal analgesia yang menyebabkan efek miosis
dan psycomimetic.
Seperti pada obat loperamide, morphine bekerja pada pleksus myenterikus
pada saluran pencernaan, mengurangi motilitas usus yang dapat menyebabkan
konstipasi.
Papaverin
Papaverin digunakan untuk pengobatan pada paisen yang mengalami kejang
pada saluran pencernaan, saluran kemih dan ureter dan juga digunakan sebgai
vasodilator otak dan pada serangan jantung dalam perdarahan dan operasi
coronary artery bypass. Papaverin juga bisa digunakan sebagai relaksan
otot polos pada operasi kecil dimana dilakukan pada pembuluh darah kapiler.
Emetin
Emetin berfungsi sebagai anti amoebic. Meskipun penggunaan emetin
menyebabkan mual tapi efek anti amoebicnya lebih efektif dari pada akar ipekak.
Emetin tidak dapat diabsorbsi dalam tubuh secara per oral.
Meskipun memiliki sifat poten menjadi anti-protozoa, emetin juga bersifat
mudah menggangu kontraksi otot bahkan menyebabkan kegagalan jantung pada
beberapa kasus medis.
5 Bioaktifitas Golongan Phenetylamin
Pada otak manusia 2-phenethylamine dipercaya memiliki fungsi sebagai
neuromodulator atau neurotransmiter. Diperkirakan phenethylamine dari makanan
memiliki efek psychoactive pada jumlah tertentu.
Mescalin
Mescalin sangat efektif bila digunakan sebagai obat diare. Tapi pada
penggunaan dengan dosis yang tidak tepat maka mescalin bisa menyebabkan halusinasi.
Ephedrin
Secara luas ephedrin digunakan sebgai topikal decongestan dan sebagai
bronkodilator pada terapi asma.
Dopamine
Levedopa merupakan precursor dopamin yang digunakan pada terapi penyakit
Parkinson dan dopa-responsive yaitu distonia. Dopamin juga bisa berfungsi
sebagai oksidator sehingga mencegah cepat busuk atau rusaknya sayran dan buah.
Amphetamin
Amphetamin bisa digunakan dalam proses terapi pada ADD, ADHD, narcolepsy,
treatment-resistant depression. Tetapi juga memiliki beberapa kontraindikasi
yaitu pada CNS stimulant, Glaucoma, MAOI.
Amphetamin telah terbukti dapat masuk ke dalam saluran ASI ibu. Karena hal
ini selam ibu menyusui dilarang mengkonsumsi amphetamin.
6 Bioaktifitas Golongan Indol
Tryptamin
Triptamine memiliki fungsi sebagai pestisida pada tanaman.
Ergolin
Ergolin merupakan salah satu drug of choice yang bisa digunakan
dalam pengobatan penyakit parkinson.
7 Bioaktifitas Golongan Purin
Selain sebagai bagian drai DNA dan RNA secar biokimia purin juga merupakan
komponen pembentuk biomolekul penting seperti ATP,ADP, siklik AMP, NADH dan
koenzyme A. Purin tidak tersedia dari alam tetapi dapat diproduksi oleh
sistesis organic.
Xanthin
Derivatif dari xantin biasanya berfungsi sebagai stimulant dan sebagai
bronchodilator pada terapi asma. Derivatif xantin yang termetilasi meliputi
kafein, paraxantin, theophyllin dan theobromin memiliki efek sebagai inhibitor
phosphodiesterase dan antagonis adenosine. Xantin juga ditemukan secara luas
sebagai bagian dari asam nukleat.
Caffein
Pada manusia kafein merupakan stimulant dari system syaraf pusat.
Sedangkan pada hewan kafein merupakan pestisida alam yang dapat memparalisis
dan membunuh serangga tertentu dalam maksud mempertahankan diri.
Kafein merupakan stimulant sistem saraf psat sekaligus sebagai stimulant
metabolit dan digunakan secara berkala untuk mengurangi keletihan fisik dan
memperbaiki kesiagapan ketika kelelahan dan rasa mengantuk keluar.
Theobromin
Theobromin digunakan dalam pengobatan pada udema, serangan angine
syphilitic dan degenerative angina. Theobromin bisa digunakan sebagai terapi
pada arteriosclerosis, penyakit pada pembuluh darah, angina pectoris dan
hipertension.
Theobromine digunakan sebagai vasodilator dan heart stimulant.
Theophyllin
Theophyllin biasa digunakan sebagai terapi penyakit obstructive kronik
pada pernapasan, kronik obstructive penyakit paru-paru, asma bronchial, infant
apnea. Secara keseluruhan theophyllin memiliki efek sebgai berikut, merelaksai
otot bronchial, meningkatkan kontraksi dan efisiensy dari jantung, meningkatkan
tekanan darah, merupakan efek anti-inflamasi, dan meningkatkan peredaran darah
ke ginjal.
Permasalahan:
1.
Berdsarkan
bioaktivitasnya senyawa yang termasuk ke dalam alkaloid banyak di jumpai dalam
hubungan dengan sistem saraf, mengapa demikian? jelaskan
2.
Pada
alkaloida aromatik terdapat suatu pola oksigenasi tertentu, apa yang dimaksud
dengan pola oksigenasi?
3.
Dikatakan bahwa
Nikotin bisa digunakan sebagai salah satu terapi pengobatan bagi pecandu rokok,
sedangkan di dalam rokok terdapat nikotin, bagaimana nikotin dapat berperan
sebagai terapi pengobatan pecandu rokok?