ALKALOID

ASAL USUL ALKALOID

Alkaloid adalah segolongan senyawa organik bernitrogen yang berasal dari tumbuhan dan memiliki berbagai sifat farmakologi. Alkaloid meliputi morfin, kokain, atropine, kinin, kafein yang kebanyakan digunakan dalam obat-obatan sebagai analgesik atau anastetik. Ada juga alkaloid beracun misalnya striknin, koniin, kolkisin yang dapat menghambat pembelahan sel . 

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). Hingga sekarang dikenal sekitar 10.000 senyawa yang tergolong alkaloid dengan struktur sangat beragam, sehingga hingga sekarang tidak ada batasan yang jelas untuknya.

Isolasi Alkaloid

Alkaloid dapat diisolasi melalui metode ekstraksi antara lain :

1.    Soxhletasi

Soxhlet merupakan ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru, umumnya dilakukan menggunakan alat khusus sehingga terjadi ekstraksi konstan dengan adanya pendingin balik (kondensor). Disini sampel disimpan dalam alat soxhlet dan tidak dicampur langsung dengan pelarut dalam wadah yang di panaskan, yang dipanaskan hanyalah pelarutnya, pelarut terdinginkan dalam kondensor dan pelarut dingin inilah yang selanjutnya mengekstraksi sampel.

Prinsip soxhletasi :

Penarikan komponen kimia yang dilakukan dengan cara serbuk simplisia ditempatkan dalam klonsong yang telah dilapisi kertas saring sedemikian rupa, cairan penyari dipanaskan dalam labu alas bulat sehingga menguap dan dikondensasikan oleh kondensor bola menjadi molekul-molekul cairan penyari yang jatuh ke dalam klonsong menyari zat aktif di dalam simplisia dan jika cairan penyari telah mencapai permukaan sifon, seluruh cairan akan turun kembali ke labu alas bulat melalui pipa kapiler hingga terjadi sirkulasi. Ekstraksi sempurna ditandai bila cairan di sifon tidak berwarna, tidak tampak noda jika di KLT, atau sirkulasi telah mencapai 20-25 kali. Ekstrak yang diperoleh dikumpulkan dan dipekatkan.

Keuntungan metode ini adalah :

a.Dapat digunakan untuk sampel dengan tekstur yang lunak dan tidak tahan terhadap pemanasan secara langsung.

b. Digunakan pelarut yang lebih sedikit

c. Pemanasannya dapat diatur

Kerugian metode ini adalah:

a. Karena pelarut didaur ulang, ekstrak yang terkumpul pada wadah di sebelah bawah terus-menerus dipanaskan sehingga dapat menyebabkan reaksi peruraian oleh panas.

b. Jumlah total senyawa-senyawa yang diekstraksi akan melampaui kelarutannya dalam pelarut tertentu sehingga dapat mengendap dalam wadah dan membutuhkan volume pelarut yang lebih banyak untuk melarutkannya.

c. Bila dilakukan dalam skala besar, mungkin tidak cocok untuk menggunakan pelarut dengan titik didih yang terlalu tinggi, seperti metanol atau air, karena seluruh alat yang berada di bawah kondensor perlu berada pada temperatur ini untuk pergerakan uap pelarut yang efektif.

2. Refluks

Refluks adalah ekstraksi dengan pelarut pada temperatur titik didihnya, selama waktu tertentu dan jumlah pelarut yang relatif konstan dengan adanya pendingin balik. Ekstraksi refluks digunakan untuk mengektraksi bahan-bahan yang tahan terhadap pemanasan.

Prinsip refluks:

Penarikan komponen kimia yang dilakukan dengan cara sampel dimasukkan ke dalam labu alas bulat bersama-sama dengan cairan penyari lalu dipanaskan, uap-uap cairan penyari terkondensasi pada kondensor bola menjadi molekul-molekul cairan penyari yang akan turun kembali menuju labu alas bulat, akan menyari kembali sampel yang berada pada labu alas bulat, demikian seterusnya berlangsung secara berkesinambungan sampai penyarian sempurna, penggantian pelarut dilakukan sebanyak 3 kali setiap 3-4 jam. Filtrat yang diperoleh dikumpulkan dan dipekatkan.

Keuntungan metode ini adalah :

Digunakan untuk mengekstraksi sampel-sampel yang mempunyai tekstur kasar dan tahan pemanasan langsung.

Kerugian metode ini adalah :

Membutuhkan volume total pelarut yang besar dan sejumlah manipulasi dari operator.

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. Hal ini menyebabkan terbukanya lbang mata dan meningkatkan ketegangan pada otot mata. Proses inilah yang menyebabkan aqueous humor keluar dari mata untuk menurunkan tegangan intraokular.

Pilokarpin juga digunakan untuk mengobati mulut kering ( xerostomia) misalnya akibat dari terapi radiasi pada kanker kepala dan leher. Pilocarpin dapat menstimulasi sekresi air liur. Pilokarpin juga dapat digunakan untuk menstimulasi kelenjar keringat  pada uji keringat saat mengukur konsentrasi dari kloride dan natrium yang terekskresi melalui keringat yang digunakan untuk mendiagnosa cystic fibrosis (CF).

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. Untuk mengkontrol penggunaan nikorin sebagai pengobatan pada pasien biasanya nikotin diberikan dalam bentuk permen, patch, tablet hisap atau semprot hidung. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa nikotin juga bisa digunakan sebagai salah satu pengobatan terhadap epilepsi.

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.

Sumber Kafein

Kafein ialah senyawa kimia yang dijumpai secara alami di didalam makanan contohnya biji kopi, teh, biji kelapa, buah kola (cola nitide) guarana, danmate. Teh adalah sumber kafein yang lain, dan mengandung setengah dari kafein yang dikandung kopi. Beberapa tipe teh yaitu teh hitam mengandung lebih banyak kafein dibandingkan jenis teh yang lain. Teh mengandung sedikit jumlah teobromine dan sedikit lebih tinggi theophyline dari kopi.

Kafein juga merupakan bahan yang dipakai untuk ramuan minuman non alkohol seperti cola, yang semula dibuat dari kacang kola. Soft drinkskhususnya terdiri dari 10-50 miligram kafein. Coklat terbuat dari kokoa mengandung sedikit kafein seperti terlihat pada tabel 2.1. Efek stimulan yang lemah dari coklat dapat merupakan kombinasi dari theobromine dantheophyline sebagai kafein (Casal etal.2000).

Kafein dalam Tubuh

Kafein memiliki efek yang beragam pada setiap individu. Beberapa individu akan merasakan efek secara langsung, sedangkan yang lain tidak merasakan efek sama sekali. Hal ini terkait dengan sifat genetika yang dimiliki oleh masing-masing individu terkait kemampuan metabolisme tubuh dalam mencerna kafein. Individu yang memiliki tipe enzim isozim tipe tertentu mampu memetabolisme kafein secara cepat dan efektif sehingga kafein dapat segera dirasakan manfaatnya. Tidak demikian pada individu dengan enzim isozim tipe lainnya, laju metabolisme kafein cenderung lambat sehingga efek dari kafein yang dikonsumsi tidak dirasakan atau cenderung berefek negatif.

Kafein yang sudah mengalami metabolisme akan menghasilkan tiga metabolit dimetilxantin, yaitu:

1. Paraxanthine (84%) : meningkatkan lipolisis, sehingga kadar gliserol dan asam lemak dalam plasma darah bertambah. Inilah yang menyebabkan energi tubuh seseorang meningkat setelah minum kafein.

2. Theobromine (12%) : meningkatkan dilatasi pembuluh darah (aliran darah semakin cepat) dan meningkatkan volume urine (efek diuretik).

3. Teofilin (4%) : melemaskan otot-otot polos dari bronki.

Ketiga metabolit tersebut selanjutnya dimetabolisme dan kemudian dikeluarkan tubuh melalui urin. Meskipun demikian, kemampuan tubuh untuk mengeluarkan hasil metabolit (waktu paruh) tersebut bervariasi pada setiap individu, tergantung usia, fungsi hati, kehamilan, konsumsi obat, dan konsentrasi enzim dalam hati. Pada orang dewasa sehat, waktu paruh kafein sekitar 4,9 jam. Pada wanita hamil, waktu paruhnya meningkat menjadi 9-11 jam. Pada wanita yang mengonsumsi pil KB waktu paruhnya adalah 5-10 jam. Pada bayi dan remaja waktu paruh lebih lama dibanding orang dewasa, pada bayi yang baru lahir mencapai 30 jam. Kafein dapat berakumulasi pada individu dengan kerusakan hati yang berat, waktu paruhnya meningkat hingga 96 jam.

Efek jangka Pendek Kafein

Mencapai jaringan dalam waktu 5 (lima) menit dan tahap puncak mencapai darah dalam waktu 50 menit, frekuensi pernafasan ; urin, asam lemak dalam darah ; asam lambung bertambah disertai peningkatan tekanan darah. Kafein juga dapat merangsang otak (7,5-150 mg) dapat meningkatkan aktifitas neural dalam otak serta mengurangi keletihan), dan dapat memperlambat waktu tidur (Drug Facts Comparisons, 2001)

Efek Jangka panjang Kafein

Pemakaian lebih dari 650mg dapat menyebabkan insomnia kronik, gelisah, dan ulkus. Efek lain dapat meningkatkan denyut jantung dan berisiko terhadap penumpukan kolesterol, menyebabkan kecacatan pada anak yang dilahirkan (Hoeger, Turner, and Hafen, 2002).

Efek Konsumsi Kafein Terhadap Kesehatan

batas konsumsi kafein maksimum adalah 150 mg/hari dibagi minimal dalam 3 dosis. Kopi dapat mengandung 50-200 mg kafein per cangkir tergantung penyeduhan. Untuk teh dapat mengandung 40-100 mg kafein per cangkir. Jika individu mengonsumsi kopi dan minuman lain yang mengandung kafein pada hari yang sama, maka individu tersebut dapat mengonsumsi kafein melebihi dosis yang direkomendasikan sehingga dapat menimbulkan risiko terjadinya efek keracunan kafein yang bersifat akut.

Berdasarkan tingkat keparahan, keracunan kafein dibagi menjadi 3 tingkat. Pada tingkat ringan, keracunan kafein menimbulkan gejala mual dan selalu terjaga. Keracunan kafein tingkat sedang menyebabkan gelisah, tremor, agitasi, takikardia, hipertensi, dan muntah. Sedangkan keracunan kafein tingkat berat menyebabkan muntah (parah, berkepanjangan), hematemesis, hipotensi, jantung disritmia, hipertonisitas, myoklonus (otot berkedut), kejang, hiperglikemia, asidosis metabolik, dan alkalosis respiratorik.

Dosis letal kafein secara oral adalah 10 gram (150-200 mg/kg), meskipun dilaporkan terdapat individu yang mampu bertahan setelah menelan 24 g kafein. Pada anak-anak menelan 35 mg/kg kafein dapat menyebabkan keracunan tingkat sedang.

Berdasarkan jangka waktu konsumsi, konsumsi kafein sekali minum dalam jumlah melebihi takarannya dapat menimbulkan keracunan akut seperti rasa sangat gelisah, halusinasi, kejang, denyut jantung lebih cepat, tekanan darah tinggi, demam, tidak tenang, dan murung. Konsumsi kafein secara terus-menerus pada orang dewasa dapat menyebabkan keracunan kronis berupa kafeinsm dengan gejala gugup, cemas, gelisah, insomnia, tremor, palpitasi, dan hiperefleksia.

Banyak orang beranggapan bahwa mengonsumsi kafein setelah minum alkohol dapat mengurangi efek mengantuk/ mabuk dikarenakan efek stimulan dari minuman berenergi mampu mengurangi efek depresan dari alkohol. Namun hal itu tidaklah benar, konsumsi kafein bersamaan dengan alkohol justru dapat memperburuk kondisi. Kafein tidak mengurangi kadar alkohol dalam tubuh, sehingga apabila efek terjaga/waspada dari kafein hilang, efek mengantuk dari alkohol akan tetap ada .

Skrining fitokimia atau penapisan kimia adalah tahapan awal untuk mengidentifikasi kandungan kimia yang terkandung dalam tumbuhan, karena pada tahap ini kita bisa mengetahui golongan senyawa kimia yang dikandung tumbuhan yang sedang kita uji/teliti.

Uji skrining fitokimia senyawa golongan alkaloid dilakukan dengan menggunakan metode Culvenor dan Fitzgerald.

Bahan tanaman segar sebanyak 5-10 gram diekstraksi dengan kloroform beramonia lalu disaring. Selanjutnya ke dalam filtrat ditambahkan 0,5-1 ml asam sulfat 2N dan dikocok sampai terbentuk dua lapisan. Lapisan asam (atas) dipipet dan dimasukkan ke dalam tiga buah tabung reaksi. Ke dalam tabung reaksi yang pertama ditambahkan dua tetes pereaksi Mayer. Ke dalam tabung reaksi kedua ditambahkan dua tetes pereaksi Dragendorf dan ke dalam tabung reaksi yang ketiga dimasukkan dua tetes pereaksi Wagener. Adanya senyawa alkaloid ditandai dengan terbentuknya endapan putih pada tabung reaksi yang pertama dan timbulnya endapan berwarna coklat kemerahan pada tabung reaksi kedua dan ketiga.

Pembuatan larutan kloroform beramonia, dapat dilakukan dengan cara mengambil sebanyak 1 ml amonia pekat 28% ditambahkan ke dalam 250 ml kloroform. Kemudian dikeringkan dengan penambahan 2,5 gram Natrium sulfat anhidrat dan disaring.

Pembuatan larutan Mayer dilakukan dengan cara mengambil HgCl2 sebanyak 1,5 gram dilarutkan dengan 60 ml akuades. Di tempat lain dilarutkan KI sebanyak 5 gram dalam 10 ml akuades. Kedua larutan yang telah dibuat tersebut kemudian dicampur dan diencerkan dengan akuades sampai volume 100 ml. pereaksi Mayer yang diperoleh selanjutnya disimpan dalam botol gelap.

Pembuatan pereaksi Dragendorf dilakukan dengan mencampur Bismuth subnitrat sebanyak 1 gram dilarutkan dalam campuran 10 ml asam asetat glasial dan 40 ml akuades. Di tempat lain 8 gram KI dilarutkan dalam 20 ml akuades. Kedua larutan yang telah dibuat dicampur kemudian diencerkan dengan akuades sampai volumenya 100 ml. pereaksi Dragendorf ini harus disimpan dalam botol yang berwarna gelap dan hanya dapat digunakan selama periode beberapa minggu setelah dibuat.

Pembuatan pereaksi Wagner, dilakukan dengan cara mengambil senyawa KI sebanyak
2 gram dan iodine sebanyak 1,3 gram kemudia dilarutkan dengan akuades sampai volumenya 100 ml kemudian disaring. Pereaksi Wagner ini juga harus disimpan dalam botol yang gelap.

PERMASALAHAN

1. Secara luas piridin digunakan sebagai pelarut. Piridin bersifat polar tetapi aprotik. Mengapa demikian ?

2. Kandungan kafein dalam kopi memiliki efek yang beragam pada setiap manusia.  Beberapa orang akan mengalami efeknya secara langsung, sedangkan orang lain tidak merasakannya sama sekali.  Hal ini terkait dengan sifat genetika yang dimiliki masing-masing individu terkait dengan kemampuan metabolisme tubuh dalam mencerna kafein.  Metabolisme kafein terjadi dengan bantuan enzim sitokrom P450 1A2 (CYP1A2).Orang yang memiliki enzim CYP1A2-1 mampu mematabolisme kafein dengan cepat dan efisien sehingga efek dari kafein dapat dirasakan secara nyata. Enzim CYP1A2-2 memiliki laju metabolisme kafein yang lambat sehingga kebanyakan orang dengan tipe ini tidak merasakan efek kesehatan dari kafein dan bahkan cenderung menimbulkan efek yang negatif.

Enzim yang terlibat dalam proses metabolisme tersebut sama, tetapi memberikan efek yang berbeda. mengapa demikian ??
selain itu mengapa enzim tersebut dapat menyebabkan efek negatif??
adakah upaya untuk  mencegah terjadinya efek negatif tersebut??