ALKALOID

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?