ΠΟΥΡΙΝΙΚΕΣ ΒΑΣΕΙΣ Ή ΑΛΚΑΛΟΕΙΔΗ ΠΟΥΡΙΝΗΣ Ή ΑΛΚΑΛΟΕΙΔΗ ΞΑΝΘΙΝΗΣ

Transcript

1 ΠΟΥΡΙΝΙΚΕΣ ΒΑΣΕΙΣ Ή ΑΛΚΑΛΟΕΙΔΗ ΠΟΥΡΙΝΗΣ Ή ΑΛΚΑΛΟΕΙΔΗ ΞΑΝΘΙΝΗΣ N πυριμιδίνη + ιμιδαζόλιο H N N N H N N N N ξανθίνη πουρίνη πουρινικά αλκαλοειδή: παράγωγα ξανθίνης ξανθίνη -xanthine: R1 = R2 = R3 = Η καφεΐνη -caffeine: R1 = R2 = R3 = CH3 θεοβρωμίνη -theobromine: R1 = H, R2 = R3 = CH3 θεοφυλλίνη -theophylline: R1 = R2 = CH3, R3 = H ATP, GTP, cyclic AMP, NADH, coenzyme A.

2 Adenosine triphosphate Guanosine triphosphate Nicotinamide adenine dinucleotide NAD Coenzym A Cyclic adenosine monophosphate

3 νουκλεοτίδια: δομικές μονάδες RNA ΚΑΙ DNA RNA: μονόκλινο DNA με ριβόζη αντί δεοξυριβόζης και ουρακίλη αντί θυμίνης

4 G γουανίνη πουρίνες: σε τροφές ζωικής προέλευσης αδενίνη τα πιο διαδεδομένα αζωτούχα ετεροκυκλικά συστατικά στη φύση G γουανίνη -Cκυτοσίνη Ααδενίνη - Τθυμίνη (DNA) A - U ουρακίλη (RNA) πυριμιδίνες C κυτοσίνη U ουρακίλη (RNA) T θυμίνη (DNA)

5 γουανίνη υποξανθίνη με απαμίνωση (δεαμινάση γουανίνης -Guanine deaminase) υποξανθίνη ξανθίνη με οξείδωση (οξειδάση της ξανθίνης -Xanthine oxidase) ξανθίνη ουρικό με οξείδωση (οξειδάση της ξανθίνης)

6 H 3 C N O N CH 3 ΑΛΚΑΛΟΕΙΔΗ ΠΟΥΡΙΝΗΣ: παράγωγα ξανθίνης H 3 C N O N H O N N O N N CH 3 καφεΐνη: 1,3,7-τριμεθυλοξανθίνη ξανθίνη CH 3 θεοφυλλίνη: 1,3-διμεθυλοξανθίνη H O N O N N N CH 3 Δεν έχουν τις κλασσικές ιδιότητες των αλκαλοειδών Διαλύονται στο ζεστό νερό και σε χλωριωμένους διαλύτες (CH 2 Cl 2 ) Έχουν επαμφοτερίζοντα χαρακτήρα Απαντώνται σε ελάχιστα ανώτερα φυτά. Δεν θεωρούνται πραγματικά «αλκαλοειδή» αλλά εντάσσονται σ αυτά CH 3 θεοβρωμίνη: 3,7- διμεθυλοξανθίνη

7 ΔΡΟΓΕΣ ΜΕ ΠΟΥΡΙΝΙΚΑ ΑΛΚΑΛΟΕΙΔΗ Coffea arabica Rubiaceae (καφές) C. canefora C. liberica (και ποικιλίες) Camelia sinensis Theaceae (τσάϊ) (=Thea sinensis = Camelia thea) Theobroma cacao Sterculiaceae (κακάο) Cola nitida Sterculiaceae (κόλα) C. acuminata Ilex paraguariensis Aquifoliaceae (mate) Paullinia cupana, Sapindaceae (guarana)

8 Coffea arabica, Rubiaceae δρόγη είναι τα σπέρματα του καρπού

9 Καφεΐνη: απομονώθηκε το 1820 O H 3 C N N CH 3 O N N CH 3 Coffea arabica, Rubiaceae

10 καφεόδεντρο: γνωστό από 3000 π.χ. (μυθολογία Κίνας) έγγραφες αναφορές από το 900 μ.χ. (Ραζής) χρησιμοποιήθηκε από τους Άραβες κατ αρχήν διακινήθηκε στη Ευρώπη από τον 17ο αιώνα Προέρχεται από την Αιθιοπία Στην Ευρώπη το έφεραν το 1615 οι Βενετοί Στο Παρίσι το πρώτο «καφέ» το 1672

11

12 O H 3 C N N CH 3 O N N CH 3 Το Νστην καφεΐνη έχει sp2 υβριδισμό, το μόριο είναι αρωματικό Προβολή κατά Fischer (Fischer projection) Απομόνωση καφεΐνης: 1820 Ταυτοποίηση και σύνθεση από τον Hermann Emil Fischer (βραβείο Nobel στη Χημεία, 1902)

13 Coffea arabica, Rubiaceae

15 άγουροι καρποί Coffea arabica, Rubiaceae

18 Coffea liberica

19 Coffea liberica

20

21 Τα σπέρματα διαχωρίζονται από τον καρπό πριν ήμετά την ξήρανση και καβουρδίζονται

22 Αναφέρονται σαν 'beans ενώ είναι σπέρματα (seeds) περιέχουν % καφεΐνη Χημική Σύσταση γλυκίδια 50% Πρωτεΐνες 10-12% Λιπίδια 10-18% Φαινολικά οξέα 5% (καφεϊκό οξύ, χλωρογενικό οξύ) καφεΐνη ίχνη θεοφυλλίνης Με το καβούρδισμα ηχημική σύσταση διαφοροποιείται και παράγονται φαινόλες, αλκοόλες, φουρανικά παράγωγα, αλδεΰδες, υδρογονάνθρακες κλπ που προσδίδουν το χαρακτηριστικό άρωμα στον καφέ

23 ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΚΑΦΕΪΝΗΣ Διαπερνά τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό Διεγερτικό του ΚΝΣ (αύξηση συγκέντρωσης, μείωση κόπωσης, νευρικότητα, αϋπνία, τρόμος, διέγερση κέντρου του εμέτου) Δρα στο καρδιαγγειακό (αγγειοδιαστολή, ταχυκαρδία) Έχει ήπια διουρητική δράση Αυξάνει τη λιπόλυση μέσω των μεταβολιτών της (παραξανθίνη -απελευθέρωση γλυκερόλης και λιπαρών οξέων για τις καύσεις) Αυξάνει τη έκκριση γαστρικού υγρού H 3 C O N O N CH 3 N N CH 3 ΧΡΗΣΕΙΣ Διεγερτικό του ΚΝΣ, στην άπνοια νεογνών Μαζί με άλλα δραστικά συστατικά (παρακεταμόλη, ασπιρίνη, εργοταμίνη, κωδεΐνη, αντιισταμινικά, ασκορβικό οξύ) Σε αντικυτταριτιδικά σκευάσματα

24 Αδενοσίνη (αδενίνη + ριβόζη) παίζει σημαντικό ρόλο στη μεταφορά ενέργειας (ATP και ADP) και στη μεταβίβαση σήματος (camp) Θεωρείται αναστολέας νευροδιαβιβαστών (προάγει τον ύπνο) προκαλεί αγγειοδιαστολή (ημικρανία) καφεΐνη και αδενοσίνη: έχουν δομικές αναλογίες ηκαφεΐνη ανταγωνίζεται την αδενοσίνη για τη σύνδεση με τους υποδοχείς αδενοσίνης Τακτική κατανάλωση καφέ οδηγεί σε αύξηση του αριθμού των υποδοχέων στο ΚΝΣ και στο φαινόμενο «αντοχής» στην καφεΐνη - αγγειοδιαστολή (ημικρανία σε έλλειψη καφεΐνης) -

25 Ηκαφεΐνη απορροφάται γρήγορα, μεταβολίζεται στο ήπαρ από την οξειδάση του κυτοχρώματος Ρ450: παραξανθίνη, θεοβρωμίνη, θεοφυλλίνη- αποβάλλονται στα ούρα μετά περαιτέρω μεταβολισμό χρόνος ημιζωής της καφεΐνης σε υγιείς ενήλικες: 5 ώρες

26 Χρόνος ημιζωής σε υγιείς ενήλικες: 5 ώρες Μέχρι 15 mg/l καφεΐνης στα ούρα σε αθλητές αγώνων (έλεγχος antidoping) Θανατηφόρος δόση: mg/κg???

27 Ηκαφεΐνη είναι τοξική για ορισμένα ζώα και έντομα Δρόγες με καφεΐνη δρουν σαν φυσικά εντομοκτόνα

28 Carbon dioxide pressure-temperature phase diagram

29 Θεοφυλλίνη, theophylline Φαρμακολογική δράση Βρογχοδιασταλτική δράση Καρδιοτονωτική Υπερτασική Διουρητική Στο ΚΝΣ διεγερτική στο κέντρο της αναπνοής αλληλεπιδρά με ορισμένα φάρμακα (αντιεκκριτικά -cimetidine, αντιεπιληπτικά phenytoin, αντιβιοτικά) Eχει μικρό θεραπευτικό δείκτη therapeutic index = LD50 / ED50 οχρόνος ημιζωής της ποικίλει (νεογνά ώρες, παιδιά 3-4 ώρες, ενήλικες 8 ώρες, καπνιστές 5 ώρες, ηλικιωμένοι 12 ώρες.) Aπαιτείται εξατομίκευση της δοσολογίας Η θεοφυλλίνη (όπως η καφεΐνη) Απορροφάται γρήγορα Μεταβολίζεται στο ήπαρ Απεκκρίνεται στα ούρα Χρησιμοποιείται σαν βρογχοδιασταλτικό σε άσθμα και ΧΑΠ

30

31

32 Theobroma cacao, Sterculiaceae, κακάο, kakaw Δρόγη είναι τα σπέρματα Carl Linnaeus

33 Theobroma grandiflorum, T. bicolor, T. speciosa, T.cacao

34 1544: το φυτό μεταφέρθηκε από την Αμερική στην Ισπανική αυλή

35 πολιτισμός Maya (κόκκινο) και άλλοι πολιτισμοί της Κ. Αμερικής (μαύρο) 2000 π.χ. 900 μ.χ μ.χ.

36 Αζτέκοι (Μεξικό) Moctezuma ΙΙ ( μ. Χ.) Montezuma, Moteuczoma Το κακαόδεντρο καλλιεργείται τις 3 τελευταίες χιλιετίες στο Μεξικό, στην Κ. και Ν. Αμερική

37 Ινκας Moctezuma, ο βασιλιάς των Αζτέκων φυλακίζεται από τον Cortés

38 Theobroma cacao, Sterculiaceae

39 Theobroma cacao, Sterculiaceae άνθη

40 Theobroma cacao, Sterculiaceae τα άνθη και οι καρποί φυτρώνουν απ ευθείας στον κορμό

41 ώριμοι καρποί Theobroma cacao, Sterculiaceae

42 Theobroma cacao, Sterculiaceae

43 Theobroma cacao, Sterculiaceae Χημική σύσταση της δρόγης 40 50% λιπαρά συστατικά (βούτυρο κακάο), φαινολικά παράγωγα (φλαβονοειδή, προανθοκυανιδόλες), πουρινικές βάσεις (1-3% θεοβρωμίνη, 0,05-0,3% καφεΐνη)

44 Theobroma cacao, Sterculiaceae οκάθε λοβός ζυγίζει 500 g και περιέχει σπέρματα

45 Theobroma cacao, Sterculiaceae Από 6000 άνθη/έτος ωριμάζουν περίπου 20 λοβοί (30-50 σπέρματα οκαθένας) 500 περίπου σπέρματα χρειάζονται για 1 kg κακαόμαζας

46 Το 38% της παγκόσμιας παραγωγής προέρχεται από την Ακτή Ελεφαντοστού

47 Τα σπέρματα υφίστανται ζύμωση, ξήρανση, καβούρδισμα, άλεση και δίνουν κακαόμαζα (συνήθως σε υγρή μορφή) περιέχει 50% λιπαρά συστατικά (βούτυρο του κακάο), υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, ταννίνες, φαινολικά οξέα πουρινικές βάσεις (καφεΐνη και θεοβρωμίνη) καβουρδισμένα σπέρματα Το βούτυρο του κακάο διαχωρίζεται και προκύπτει ησκόνη κακάο

48 πικρή σοκολάτα: σκόνη και βούτυρο κακάο σε διάφορες αναλογίες σοκολάτα γάλακτος: σκόνη και βούτυρο κακάο, σάκχαρα, γάλα λευκή σοκολάτα: βούτυρο κακάο, σάκχαρα, γάλα αλλά όχι σκόνη κακάο

49 το βούτυρο κακάο είναι αδρανές έκδοχο στη φαρμακευτική και την κοσμητολογία Με την κατεργασία (ζύμωση, ξήρανση, καβούρδισμα) η χημική σύσταση του κακάο διαφοροποιείται: τα φαινολικά οξειδώνονται και παράγονται πολυάριθμα πτητικά συστατικά που προσδίδουν το χαρακτηριστικό άρωμα στο κακάο και την σοκολάτα

50 Θεοβρωμίνη απομονώθηκε το 1840 Φαρμακολογική δράση (σε πολύ ήπιο βαθμό) αγγειοδιασταλτική, διουρηρική, διεγερτική στην καρδιά theobromine (mg/g) Cocoa cereals 0,7 Cocoa beverages 2,6 Cocoa 20 Είναι επίσης προϊόν μεταβολισμού της καφεΐνης δεν χρησιμοποιείται θεραπευτικά

51

52

53 Ilex paraguariensis, Aquifoliaceae Ματέ Ματέ, Mate: παραδοσιακό ρόφημα σε χώρες της Ν. Αμερικής

54 Ilex paraguariensis Aquifoliaceae Ματέ Δρόγη είναι τα φύλλα Χημική σύσταση φλαβονοειδή, παράγωγα χλωρογενικού οξέος 10%, σαπωνοσίδες 5-10% καφεΐνη 0,9% θεοβρωμίνη 0,5 0,9% ίχνη θεοφυλλίνης

55 Ilex paraguariensis, Aquifoliaceae Ματέ

56

57 Ilex paraguariensis, Aquifoliaceae Ν. Αμερική: Αργεντινή, Βολιβία, Παραγουάη, Βραζιλία, Ουρουγουάη

58 Ilex paraguariensis, Aquifoliaceae Ματέ

59 Herba Mate - Ilex paraguariensis, Aquifoliaceae

60 Herba Mate - Ilex paraguariensis, Aquifoliaceae

61 το ρόφημα παρασκευάζεται με εμβροχή της δρόγης σε χλιαρό νερό όπως το τσάΐ Έχει δράση τονωτική διουρητική, αντιοξειδωτική, Αυξάνει τοπικά τη λιπόλυση Οι ινδιάνοι Guarani μετέδωσαν τη χρήση του ματέ στους ευρωπαίους ιεραπόστολους Ιησουΐτες

62 Statue of a man preparing mate, in Posadas, Argentina

63

64 Paullinia cupana, Sapindaceae guarana Αναρριχόμενο φυτό Προέρχεται από τον Αμαζόνιο Δρόγη είναι τα σπέρματα

65 Paullinia cupana, Sapindaceae Guarana Χημική σύσταση καφεΐνη 3,5-5,5% ταννίνες και σαπωνοσίδες έχει άρωμα σαν του κακάο Δρόγη είναι τα σπέρματα

66 Paullinia cupana, Sapindaceae Guarana

67 Σπέρματα Guarana

68 Σπέρματα Guarana

69 Paullinia cupana, Sapindaceae Τα σπέρματα καβουρδίζονται, καθαρίζονται και κατεργάζονται με νερό (πάστα guarana)

70 Χρήσεις guarana: Σε αναψυκτικά, Ενεργειακά ποτά, Σαν αφέψημα στις χώρες παραγωγής Στη λαϊκή θεραπευτική σαν αντιδιαρροϊκό, Συμπληρωματικά σε δίαιτες αδυνατίσματος, σαν αντικυτταριδικό (αυξάνει τη λιπόλυση τοπικά)

71

72 Cola acuminata Sterculiaceae

73 Cola acuminata, Sterculiaceae

74 Cola acuminata Sterculiaceae

75 Το δένδρο προέρχεται από την Δ. Αφρική καλλιεργείται σε Νιγηρία, Γκαμπόν, Σ. Λεόνε αλλά και Τζαμάϊκα και Βραζιλία

76 Cola nitida, Sterculiaceae

77 Cola nitida Sterculiaceae

78

79

80 σπέρματα Cola Χημική σύσταση καφεΐνη 2,5% πολυφαινολικά (φλαβανόλες, κατεχόλες, προανθοκυανιδόλες)

81 σπέρματα Cola

82 Χρήσεις στην παρασκευή ενεργειακών ποτών και αναψυκτικών «τύπου κόλα» Στις χώρες παραγωγής είναι μασητική δρόγη

83

84 Χρήσεις στην παρασκευή ενεργειακών ποτών και αναψυκτικών «τύπου κόλα»

85

86 Camelia sinensis = Thea sinensis = Camelia thea Theaceae Τσάϊ Δρόγη είναι τα φύλλα

87 Camelia sinensis Τεϊόδενδρο

88 Πράσινο τσάϊ (ξήρανση) μαύρο τσάϊ (ζύμωση μερική ενζυματική οξείδωση των πολυφαινολών - και ξήρανση)

89

90 Camelia sinensis

91

92 Χημική σύσταση Φαινολικά παράγωγα 20% (φαινολικά οξέα, φλαβονοειδή) πρωτεΐνες 15-20%, αμινοξέα 3%, σάκχαρα 5%, ασκορβικό οξύ, βιταμίνη Β, πουρινικές βάσεις: κυρίως καφεΐνη 2% Μετά τη ζύμωση Σχηματίζονται πτητικές κετόνες, γλυκοσίδες αλκοολών (τερπενικοί- αλειφατικοί αρωματικοί) εξενάλη με οξείδωση των ακόρεστων λιπαρών οξέων, οξειδωμένα παράγωγα πολυφαινολών (τεαφλαβίνη) Εξενάλη

93 1 κούπα τσάΐ περιέχει 400 mg πολυφαινολών Τα πολυφαινολικά συστατικά Διαθέτουν: In vitro αντιμεταλλαξιογόνο δράση In vivo αναστολή χημικά επαγόμενων μορφών καρκίνου In vitro αντιοξειδωτική δράση In vitro αντιμικροβιακή δράση Θεραπευτικές Χρήσεις του τσαγιού διουρητικό, αντιδιαρροϊκό, αντιμικροβιακό κατά της τερηδόνας

94 καφεϊκό οξύ Caffeic acid χλωρογενικό οξύ Chlorogenic-acid τεαφλαβίνη Theaflavin (βενζοτροπολόνη) στο μαύρο τσάϊ γαλλικός εστέρας επιγαλλοκατεχίνης EGCG στο πράσινο τσάϊ

95 Γαλλικός εστέρας επιγαλλοκατεχίνης Epigallocatechin gallate EGCG Το κύριο αντιοξειδωτικό συστατικό στο πράσινο τσάϊ

96 Κατεχίνες: πολυφαινολικά παράγωγα με αντιοξειδωτική δράση Diastereoisomers epimers (+)-catechin (2R-3S) (-)-catechin (2S-3R) (-)-Epicatechin (2R-3R) (+)-epicatechin (2S-3S)

97 % καφεΐνης στις δρόγες 0,3 0,9% τσάι 0,9% mate % cola 2,5 7,5% guarana 3% στον καφέ

98 Ένα φλυτζάνι καφέ περιέχει mg καφεΐνης Ένα φλυτζάνι decaffeine 5-15 mg Ένα φλυτζάνι τσάι mg Ένα αναψυκτικό τύπου cola mg Ένα ενεργειακό ποτό mg καφεΐνης (εκχύλισμα Cola ή Guarana)

99