Церберин
![]() | |
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК
14-Гидрокси-5β-кард-20(22)-енолид-3β-ил α- D -хиновопиранозид-2-ацетат
| |
Систематическое название ИЮПАК
(2 R ,3 S ,4 R ,5 S ,6 S )-5-Гидрокси-2-[(1 R ,3a S ,3b R ,5a R ,7 S ,9a S ,9b S ,11a R )- 3а-гидрокси-9а,11а-диметил-1-(5-оксо-2,5-дигидрофуран-3-ил)гексадекагидро-1 H -циклопента[ а ]фенантрен-7-ил]-4-метокси-6-метилоксан-3-илацетат | |
Другие имена
2'-ацетилнерифолин
(3β,5β)-3-[(2- O -ацетил-6-дезокси-3- O -метил-α- L -глюкопиранозил)окси]-14-гидроксикард-20(22)-енолид | |
Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
КЭБ | |
ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
Характеристики | |
С 32 Ч 48 О 9 | |
Молярная масса | 576.727 g·mol −1 |
Температура плавления | 212 ° С (414 ° F) [ 1 ] |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
Церберин — разновидность сердечного гликозида , обнаруженного в семенах двудольных покрытосеменных растений рода Cerbera ; включая дерево самоубийц ( Цербера одоллам ) и морское манго ( Цербера мангас ). Как сердечный гликозид, церберин нарушает функцию сердца , блокируя его натриевую и калиевую АТФазу . [ 2 ] Церберин можно использовать для лечения сердечной недостаточности и аритмии. [ 3 ]
Чрезмерное употребление церберина приводит к отравлению. Симптомы включают тошноту, рвоту и брадикардию , часто приводящие к смерти. [ 4 ] Растения, содержащие церберин, такие как Cerbera odollam, исторически использовались для самоубийств и убийств в регионах их произрастания из-за их высокой токсичности.
Структура и свойства
[ редактировать ]Структура
[ редактировать ]
Церберин, как и все сердечные гликозиды , имеет в своей основе стероидного набор из четырех карбоциклов типа (полностью углеродные кольца). В церберине это стероидное ядро связано, во-первых, с отдельным кислородсодержащим лактонным кольцом (показано здесь, вверху справа от рамки), а во-вторых, с заместителем сахара (показано в структуре информационного окна слева от изображения). [ 5 ]
различают два типа сердечных гликозидов В зависимости от характеристик лактонного фрагмента . Церберин с его пятичленным кольцом принадлежит к классу карденолидов ; [ 5 ] Карденолиды представляют собой 23-углеродные стероиды с метильными группами в положениях 10 и 13 стероидной кольцевой системы и присоединенным пятичленным лактоном бутенолидного типа в положении C-17. [ нужна ссылка ]
могут быть присоединены многие виды сахаров К сердечным гликозидам ; в случае церберина это О - ацетилированное производное α -L -теветозы, которая сама является производным L -глюкозы (6-дезокси-3- О -метил-α- L - глюкопиранозы ). [ нужна ссылка ] Карденолидная подструктура, к которой присоединен сахар, также была охарактеризована независимо и может называться дигитоксигенином (см. изображение), следовательно, церберин является синонимом ( L -2'- O -ацетилтеветозил)дигитоксигенин. Кроме того, неацетилированная структура была независимо открыта и названа нерифолином , поэтому церберин является синонимом 2'-ацетилнерифолина. [ нужна ссылка ]
Физические свойства
[ редактировать ]Церберин мало растворим в хлороформе и метаноле. Цвет от белого до бледно-желтого. [ 6 ]
Токсичность
[ редактировать ]Литература о токсичности церберина сама по себе остается скудной; если не указано иное, ниже представлена общая информация о токсичности сердечных гликозидов с акцентом на информацию о карденолидах (т.е. натуральных стероидных продуктах, имеющих ту же субструктуру дигитоксигенина ).
Исторически зарегистрированная смертельная доза церберина для собак составляет 1,8 мг/кг, а для кошек - 3,1 мг/кг; то есть оно очень низкое. [ 7 ] Однако токсичность для человека варьируется. Одно исследование показало, что при лечении люди могут пережить дозы 1/2 ядра в 94% случаев, 1 ядро в 92% случаев, 2 ядра в 71% случаев и 4 ядра в 67% случаев. [ 8 ] Смертность также была различной, когда церберин использовался для испытаний тяжелыми испытаниями .
Симптомы
[ редактировать ]У тех, кто принимает церберин, в течение часа возникают различные желудочно-кишечные и сердечные симптомы, в частности тошнота, рвота, боли в животе и брадикардия . [ 9 ] Судебно-медицинские источники указывают на проявления отравления сердечными токсинами, которые дополнительно включают ощущение жжения во рту, диарею, головную боль, расширение зрачков, нерегулярное сердцебиение и сонливость; чаще всего в конечном итоге наступает кома и смерть. [ 10 ] [ 11 ] Четкой корреляции между дозой и смертностью не выявлено (см. выше); смерть часто наступает через 3–6 часов. [ 9 ]
Отравления
[ редактировать ]Имеются важные доказательства от Церберы относительно смертельных отравлений. [ 9 ] отдельные случаи отравления Церберой , включая прямое и косвенное, а также преднамеренное и непреднамеренное проглатывание. Задокументированы [ 9 ] случаи гибели людей в результате поедания краба, когда ракообразные ранее потребляли растения, продуцирующие церберин или родственные ему карденолиды . Известны [ 12 ] [ 13 ]
Помимо случайного отравления, церберин также использовался для самоубийств и убийств. Например, исследование 2004 года показало, что Cerbera odollam была причиной в среднем одного самоубийства в неделю в период с 1989 по 1999 год в Керале , Индия. Он также стал причиной 50% случаев отравлений растений и 10% всех отравлений в этом регионе. [ 14 ]
Церберин идеально подходит для использования в качестве яда, поскольку он быстро действует, его аромат легко замаскировать при добавлении в пищу. [ 15 ] и его относительно невозможно обнаружить, поскольку существует только один аналитический тест для определения его присутствия в тканях после смерти. [ 16 ]
Механизм действия
[ редактировать ]
очень мало Официальной современной опубликованной информации о механизме действия церберина .
Церберин, как сердечный гликозид, связывается и ингибирует клеточный Na. + /К + -АТФаза, поскольку она связывается с альфа-субъединицей фермента. Это каталитическая часть. Также существуют субъединицы бета- и FXYD. Эти две субъединицы влияют на сродство церберина к Na. + /К + -АТФаза. Экспрессия бета- и FXYD-субъединиц тканеспецифична. Из-за этого церберин будет оказывать различное действие в разных тканях. Когда церберин связывается с Na + /К + -АТФаза меняет конформацию фермента. Это приведет к активации путей передачи сигнала в клетке. [ 5 ] Подробное описание эффектов церберина в клетке приведено ниже.
Уже + /К + -АТФазный насос
[ редактировать ]Уже + /К + -АТФаза представляет собой систему транспорта ионов натрия и калия и требует энергии. Он часто используется во многих типах сотовых систем. С помощью этого насоса ионы натрия выходят из клетки, а ионы калия входят в клетку (3:2). Во время транспорта этих ионов фермент претерпевает несколько изменений конформации . Включая стадии фосфорилирования и дефосфорилирования . [ 17 ]
На транспорте + и К + важен для выживания клеток. Сердечные гликозиды , такие как церберин, изменяют транспорт ионов против их градиента. Церберин способен связываться с внеклеточной частью Na. + /К + -АТФазный насос и может блокировать стадию дефосфорилирования . Из-за этого ингибирования невозможен транспорт натрия и калия через мембрану, что приводит к повышению внутриклеточной концентрации Na. + .
Уже + /Что 2+ -обменник
[ редактировать ]Накопление внутриклеточных ионов натрия вызывает увеличение внутриклеточного кальция. Это происходит потому, что снижается активность кальциево-натриевого обменного насоса. Кальций-натриевый обменный насос обменивает Ca 2+ и На + без использования энергии. [ 18 ] Этот обменник необходим для поддержания гомеостаза натрия и кальция . Точный механизм работы этого обменника неясен. Известно, что кальций и натрий могут перемещаться через мембрану мышечных клеток в любом направлении. Также известно, что на каждый кальций обмениваются три иона натрия и что увеличение внутриклеточной концентрации натрия посредством этого механизма обмена приводит к увеличению внутриклеточной концентрации кальция. По мере увеличения внутриклеточного натрия градиент концентрации, направляющий натрий в клетку через обменник, уменьшается. В результате активность обменника снижается, что уменьшает выведение кальция из клетки. [ нужна ссылка ]
Таким образом, ингибируя Na + /К + -АТФаза, сердечные гликозиды вызывают повышение внутриклеточной концентрации натрия. Это приводит к накоплению внутриклеточного кальция через Na + /Что 2+ -обменная система со следующими эффектами:
- В сердце увеличение внутриклеточного кальция приводит к высвобождению большего количества кальция, тем самым делая больше кальция доступным для связывания с тропонином-С , что увеличивает сократимость (инотропию).
- Ингибирование Na + /К + -АТФаза в гладких мышцах сосудов вызывает деполяризацию, которая вызывает сокращение гладких мышц . [ нужна ссылка ]
Конформационное изменение Na + /К + -АТФаза играет не только роль в сокращении мышц, но также в росте клеток, подвижности клеток и апоптозе . Благодаря десвязыванию церберина специфические вторичные мессенджеры могут активироваться . После каскада клеточных взаимодействий ядерные факторы транскрипции связываются с ДНК и образуются новые ферменты. Эти ферменты могут, например, играть роль в пролиферации клеток . [ 5 ] [требуется подписка]
Метаболизм
[ редактировать ]О метаболизме церберина известно очень мало. Родственный дигоксин , еще один сердечный гликозид , по большей части выводится в неизмененном виде почками (60-80%), а остальная часть метаболизируется преимущественно в печени. [ нужна ссылка ] Период полувыведения дигоксина составляет 36–48 часов для людей с нормальной функцией почек и до 6 дней для людей с нарушенной функцией почек. [ нужна ссылка ] Это делает функцию почек важным фактором токсичности дигоксина и , возможно, церберина. [ 19 ]
Эффективность
[ редактировать ]Официальной современной опубликованной информации о фармакологическом действии церберина очень мало. Один первоисточник сообщает, что его прием внутрь приводит к изменениям электрокардиограммы (ЭКГ), таким как различные типы брадикардии (например, синусовая брадикардия ), АВ-диссоциация и узловые ритмы ; второй степени и узловой ритм. синоатриальная блокада Также описаны [ 9 ]
В случае применения наперстянки может возникнуть депрессия ST или инверсия зубца Т без признаков токсичности; однако интервала PR указывает на токсичность. удлинение [ 20 ]
Терапевтическое использование
[ редактировать ]Нет четко установленных терапевтических применений указанного в заголовке соединения, церберина. Соединения наперстянки , родственные сердечным гликозидам, действуют посредством ингибирования Na+/K+-АТФазы- насоса. [ 5 ] и широко используются при лечении хронической сердечной недостаточности и аритмий ; хотя доступны более новые и более эффективные методы лечения сердечной недостаточности, соединения наперстянки все еще используются. [ нужна ссылка ] некоторые сердечные гликозиды Было показано, что обладают антипролиферативным и апоптотическим действием и поэтому представляют интерес как потенциальные агенты при рака ; химиотерапии [ 5 ] На сегодняшний день имеется единственное сообщение о возможной антипролиферативной активности церберина. [ 21 ] [ 22 ]
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Карлье, Дж.; Гиттон, Дж.; Бевало, Ф.; Фэнтон, Л.; Гайяр, Ю. (2014). «Основные токсичные гликозидные стероиды в семенах Cerbera manghas L.: идентификация церберина, нерифолина, тангинина и деацетилтангинина с помощью UHPLC-HRMS/MS, количественная оценка с помощью UHPLC-PDA-MS». Дж. Хроматогр. Б. 962 : 1–8. дои : 10.1016/j.jchromb.2014.05.014 . ПМИД 24878878 .
- Чинпрача, С.; Каралай, К.; Рат-А-Па, Ю.; Понглиманонт, К.; Чантрапромма, К. (2004). «Новый цитотоксический карденолид гликозид из семян Cerbera manghas» . хим. Фарм. Бык . 52 (8): 1023–1025. дои : 10.1248/cpb.52.1023 . ПМИД 15305009 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «церберин | 25633-33-4» . Химическая книга . Проверено 5 мая 2024 г.
- ^ Ботельо, Ана Флавиа М.; Пьерезан, Фелипе; Сото-Бланко, Бенито; Мело, Марилия Мартинс (февраль 2019 г.). «Обзор сердечных гликозидов: структура, токсикокинетика, клинические признаки, диагностика и противоопухолевый потенциал» . Токсикон . 158 : 63–68. дои : 10.1016/j.токсикон.2018.11.429 . ПМИД 30529380 .
- ^ «Передозировка сердечных гликозидов: Медицинская энциклопедия MedlinePlus» . medlineplus.gov . Проверено 5 мая 2024 г.
- ^ Гайяр, Иван; Кришнамурти, Анантасанкаран; Бевало, Фабьен (декабрь 2004 г.). «Цербера одоллам:« дерево самоубийц » и причина смерти в штате Керала, Индия». Журнал этнофармакологии . 95 (2–3): 123–126. дои : 10.1016/j.jep.2004.08.004 . ПМИД 15507323 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Прассас, И.; Диамандис, EP (2008). «Новое терапевтическое применение сердечных гликозидов». Nature Reviews Открытие лекарств . 7 (11): 926–930. дои : 10.1038/nrd2682 . ПМИД 18948999 . S2CID 14459328 .
- ^ «церберин | 25633-33-4» . Химическая книга . Проверено 5 мая 2024 г.
- ^ Chopra RN & IC Chopra, 1933 [Третье переиздание, 2006], «Наркотики коренных народов Индии», стр. 316–318, Калькутта, Индия: Академические издательства, ISBN 818508680X , см . [1] , по состоянию на 18 июня 2015 г.
- ^ Менон, М.Сурадж; Кумар, Прашантха; Джаячандран, Чи (2016). «Клинический профиль и лечение отравления деревом-самоубийцей: обсервационное исследование» . Виды сердца . 17 (4): 136–139. дои : 10.4103/1995-705X.201783 . ПМК 5363088 . ПМИД 28400936 .
- ^ Jump up to: а б с д и Гайярда, Ю.; Кришнамуртиб, А.; Бевалот, Ф. (12 августа 2004 г.). « Цербера одоллам : «дерево самоубийц» и причина смерти в штате Керала, Индия». Журнал этнофармакологии . 95 (2–3): 123–126. дои : 10.1016/j.jep.2004.08.004 . ПМИД 15507323 .
- ^ Нагешкумар Г. Рао, 1999, Учебник судебной медицины и токсикологии, стр. 425-434, Нью-Дели, DL, IND: Jaypee Brothers Medical Publishers, ISBN 8171797350 , см . [2] , по состоянию на 22 июня 2015 г.
- ^ Кришан Видж, 1999, «Сердечные яды (гл. 42)», в «Учебнике судебной медицины и токсикологии: принципы и практика», 5-е изд., стр. 529-530, Гургаон, HR, IND: Elsevier India, ISBN 8131226840 , см . [3] , по состоянию на 22 июня 2015 г.
- ^ Майо, К.; Лефевр, С.; Себат, К.; Баргиль, Ю.; Кабалион, П.; Чез, М.; Хвавиа, Э.; Нур, М.; Дюран, Ф. (2010). «Двойное смертельное отравление кокосовым крабом (Birgus Latro L.)». Токсикон . 55 (1): 81–86. дои : 10.1016/j.токсикон.2009.06.034 . ПМИД 19591858 .
- ^ Майо, К.; Баргиль, Ю.; Микульский, М.; Чез, М.; Пивер, К.; Дево, М.; Лапостолль, Ф. (2012). «Первое успешное лечебное применение фрагментов Fab-антител, специфичных к дигоксину, при опасном для жизни отравлении кокосовым крабом (Birgus Latro L.)». Токсикон . 60 (6): 1013–017. дои : 10.1016/j.токсикон.2012.06.017 . ПМИД 22824321 .
- ^ Гайяр, Иван; Кришнамурти, Анантасанкаран; Бевало, Фабьен (декабрь 2004 г.). «Цербера одоллам:« дерево самоубийц » и причина смерти в штате Керала, Индия». Журнал этнофармакологии . 95 (2–3): 123–126. дои : 10.1016/j.jep.2004.08.004 . ПМИД 15507323 .
- ^ « Токсин «дерева самоубийц» — «идеальное» орудие убийства» . Новый учёный . Проверено 5 мая 2024 г.
- ^ Гайяр, Иван; Кришнамурти, Анантасанкаран; Бевало, Фабьен (декабрь 2004 г.). «Цербера одоллам:« дерево самоубийц » и причина смерти в штате Керала, Индия». Журнал этнофармакологии . 95 (2–3): 123–126. дои : 10.1016/j.jep.2004.08.004 . ПМИД 15507323 .
- ^ Годфрайнд, Т. (1984). «Механизм действия сердечных гликозидов». Европейский кардиологический журнал . 5 Приложение F: 303–308. doi : 10.1093/eurheartj/5.suppl_f.303 . ПМИД 6099806 .
- ^ Фоззард, штат Ха; Листы, МФ (1985). «Клеточный механизм действия сердечных гликозидов» . Журнал Американского колледжа кардиологов . 5 (5 Приложение А): 10А–15А. дои : 10.1016/s0735-1097(85)80458-7 . ПМИД 2580874 .
- ^ Тимбрелл, Дж. А. (2009). Основы биохимической токсикологии . [ нужна страница ]
- ^ Деринг В., Кениг Э., Штурм В. (1977). «Интоксикация дигиталисом: значимость клинических и электрокардиографических данных по сравнению с концентрацией дигоксина в сыворотке. Часть 1: Пациенты с аритмиями, вызванными дигиталисом» [Интоксикация дигиталисом: специфика и значение сердечных и экстракардиальных симптомов. часть I: Пациенты с дигиталис -индуцированными аритмиями (пер. автора)]. Журнал кардиологии (на немецком языке). 66 (3): 121–128. ПМИД 857452 .
- ^ Лапхукио, С.; Чинпрача, С.; Каралай, К.; Чантрапромма, С.; Рат-а-Па, Т.; Понглиманонт, К.; Чантрапромма, К. (2004). «Цитотоксический карденолид гликозид из семян Cerbera odollam». Фитохимия . 65 (4): 507–510. Бибкод : 2004PChem..65..507L . doi : 10.1016/j.phytochem.2003.10.019 . ПМИД 14759549 .
- ^ Ньюман, РА; Ян, П.; Павлус, AD; Блок, К.И. (2008). «Сердечные гликозиды как новые средства лечения рака». Молекулярные вмешательства . 8 (1): 36–49. дои : 10.1124/ми.8.1.8 . ПМИД 18332483 .