Аристолохиевая кислота
![]() | |
![]() | |
Имена | |
---|---|
Предпочтительное название ИЮПАК
8-Метокси-6-нитро-2 H -фенантро[3,4- d ][1,3]диоксол-5-карбоновая кислота | |
Другие имена
Аристиновая кислота; Аристолохия желтая; аристолохиевая кислота А; Аристолохин;Аристолохин; Дескресепт; Тардолит;TR 1736
| |
Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
ХЭМБЛ | |
ХимическийПаук | |
КЕГГ | |
ПабХим CID
|
|
НЕКОТОРЫЙ | |
Характеристики | |
С 17 Н 11 Н О 7 | |
Молярная масса | 341.275 g·mol −1 |
Появление | желтый порошок |
Температура плавления | От 260 до 265 ° C (от 500 до 509 ° F; от 533 до 538 К) |
Слегка растворим | |
Опасности | |
NFPA 704 (огненный алмаз) | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
Аристолохиевые кислоты ( Английский: / ə ˌ r ɪ s t ə ˈ l oʊ k ɪ k / ) — семейство канцерогенных , мутагенных и нефротоксичных фитохимических веществ, обычно встречающихся в цветковых растениях семейства Aristolochiaceae (животники). Аристолохиевая кислота (АА) I является наиболее распространенной. [ 1 ] Семейство Aristolochiaceae включает роды Aristolochia и Asarum (дикий имбирь), которые широко используются в китайской фитотерапии . [ 2 ] [ 3 ] Хотя эти соединения широко связаны с проблемами почек, раком печени и уротелия, использование растений, содержащих АК, в лечебных целях имеет долгую историю. FDA . выпустило предупреждения относительно употребления добавок, содержащих АК
История
[ редактировать ]Раннее медицинское использование
[ редактировать ]Растения зверобоя и аристолоховые кислоты, которые они содержат, были довольно распространены в древнегреческих и римских медицинских текстах и прочно зарекомендовали себя как лекарственное растение к пятому веку до нашей эры. [ 4 ] Первородные появились в аюрведических текстах к 400 году нашей эры, а в китайских текстах позже, в пятом веке. В те древние времена его использовали для лечения заболеваний почек и мочевыделительной системы, а также подагры, укусов змей и множества других заболеваний. Он также считался эффективным противозачаточным средством. Во многих из этих случаев зверобой был лишь одним из многих ингредиентов, используемых для создания мазей или мазей. В начале первого века в римских текстах аристолоховая кислота впервые упоминается как компонент часто принимаемых внутрь лекарств для лечения таких заболеваний, как астма, икота, спазмы, боли и изгнание последа . [ 4 ]
Открытие токсичности
[ редактировать ]Повреждение почек
[ редактировать ]Отравление аристолохиевой кислотой было впервые диагностировано в клинике Брюсселя, Бельгия, когда случаи нефрита, приводившего к быстрой почечной недостаточности, были замечены у группы женщин, которые принимали одну и ту же добавку для похудения, Aristolochia fangchi , содержащую аристолохиевую кислоту. [ 5 ] Этот нефрит получил название «нефропатия китайских трав» (CHN) из-за происхождения добавки для снижения веса. [ 6 ] Подобное состояние, ранее известное как Балканская эндемическая нефропатия (БЭН), впервые охарактеризованное в 1950-х годах в Юго-Восточной Европе, позже оказалось также результатом потребления аристолохиевой кислоты (АК). БЭН прогрессирует медленнее, чем нефрит, наблюдаемый при ХНН, но, вероятно, вызван низким уровнем воздействия АК, возможно, из-за загрязнения семян пшеничной муки растением семейства зверобоев, Aristolochia clematitis . [ 7 ] CHN и BEN подпадают под действие так называемой нефропатии аристолохиевой кислоты, распространенного симптома отравления АК. [ 6 ]
Рак печени
[ редактировать ]Исследование, опубликованное в журнале Science Translational Medicine в октябре 2017 года, выявило высокий уровень заболеваемости раком печени в Азии, особенно на Тайване, который несет «четко выраженную мутационную сигнатуру» аристолоховых кислот. Такая же связь была обнаружена во Вьетнаме и других странах Юго-Восточной Азии. Это можно сравнить с гораздо более низкими показателями в Европе и Северной Америке. [ 8 ]
Биосинтез
[ редактировать ]Растительный препарат, известный как аристолохиевая кислота, содержит смесь многочисленных структурно родственных нитрофенантренкарбоновых кислот, обычно состоящих из двух основных соединений: аристолохиевой кислоты I (AA-I) и аристолохиевой кислоты II (AA-II). Биосинтез этих соединений представляет значительный интерес во многом благодаря включению в их структуры как арилкарбоновой кислоты, так и арилнитрофункциональной группы (редко встречающейся в натуральных продуктах), что предполагает очевидную биогенетическую связь с хорошо известным апорфином. алкалоиды. [ 9 ] Более того, эта ассоциация, таким образом, предполагает биосинтетическую связь с норлауданозолином ( тетрагидропапаверолином ) или родственными предшественниками бензилизохинолина , которые, в свою очередь, являются производными тирозина (2). [ 10 ] Исследования кормления ( Aristolochia sipho ) самостоятельно с использованием уникального 14 C-меченные соединения [3- 14 С]-тирозин, [2- 14 C]-дофамин и [2- 14 C]-дигидроксифенилаланин привел к выделению [ 14 C]-AA-I в каждом случае, что показывает, что апорфиновый алкалоид стефанин (11) может быть предшественником AA-I, поскольку тирозин, L-ДОФА (3) и дофамин (4) были известными предшественниками норлауданозолина: тирозина ( 2) метаболизируется до L -ДОФА (3) который превращается в дофамин (4) метаболизируется до 3,4-дигидроксифенилацетальдегид (ДОПАЛ); циклизация этих двух соединений приводит к образованию норлауданозолина посредством конденсации типа Пикте-Шпенглера , катализируемой норлауданозолин-синтетазой. [ 11 ] [ 12 ]
Последующие исследования кормления, в которых использовались (±)‑[4‑ 14 C]-норлауданозолин также приводил к образованию 14 C-меченный-AAI, что также позволяет предположить, что норлауданозолин и стефанин (11) могут иметь возможное промежуточное значение в биосинтезе AA-I. Исследования деградации изолированных 14 C-меченый AA-I продемонстрировал, что атом углерода в положении кольца C4 бензилтетрагидроизохинолина норлауданозолина включен исключительно в карбоновую кислотную часть AAI. Когда это исследование было повторено, но с использованием [4‑ 14 C]-тетрагидропапаверин, меченых AAI не было выделено; это наблюдение установило, что для биосинтеза AA-I из норлауданозолина необходима фенольная окислительная реакция, что еще раз подтверждает промежуточную роль апорфиновых промежуточных продуктов. [ 13 ] Результаты эксперимента по кормлению ( A. sipho ) с (±)‑[3‑ 14 С, 15 N]-тирозин с последующей деградацией выделенного дважды меченного AA-I предоставил доказательства того, что нитрогруппа AA-I происходит от аминогруппы тирозина. [ 10 ]
Подтверждение участия промежуточных продуктов апорфина в биогенетическом пути от норлауданозолина до AA-I было получено примерно два десятилетия спустя в ходе серии исследований кормления ( Aristolochia bracteata ) с использованием нескольких меченых гипотетических бензилтетрагидроизохинолина и предшественников апорфина. [ 14 ] Эксперименты по кормлению (±)‑[5',8‑ 3 Н 2 ; 6- метокси‑ 14 C]-норориенталин привел к выделению дважды меченного AA-I. Отщепление метилендиоксигруппы с захватом образующейся 14 С-меченый формальдегид подтвердил, что эта функциональная группа образована из о -метоксифенольного сегмента тетрагидроизохинолинового кольца норориенталина. (±)‑[5',8‑ 3 H 2 ]‑Orientaline также был включен в состав AA-I. Эти наблюдения подразумевали, что апорфин престефанин (10) будет обязательным промежуточным продуктом в биосинтезе, который будет включать посредничество проапорфинов ориенталинона (8) и ориенталинола (9) через известную внутримолекулярную последовательность диенон-диенол-фенол для трансформации бензилтетрагидроизохинолины в апорфины. [ 15 ] Была предложена потенциальная роль CYP80G2, цитохрома P450, который, как было показано, катализирует внутримолекулярное CC-фенольное сочетание нескольких бензилтетрагидроизохинолинов, в этом превращении ориенталина (7) в престефанин (10). [ 16 ] (±)‑[ арил ‑ 3 H]-Престефанин был включен в состав AA-I, что подтвердило его посредническую роль в биосинтезе; а также (±)‑ арил‑ [ 3 H]-стефанин был включен в состав AA-I. [ 14 ] Это окончательное превращение стефанина (11) в AA-I (12) включает необычное окислительное расщепление кольца B апорфиновой структуры с образованием нитрозамещенной фенантренкарбоновой кислоты. Следовательно, в совокупности эти эксперименты подтверждают последовательность биосинтеза аристолохиевой кислоты I из норлауданозолина.

Симптомы и диагностика
[ редактировать ]Воздействие аристолохиевой кислоты связано с высокой частотой уроэпителиального онкогенеза . [ 17 ] и связан с уротелиальным раком. [ 18 ] [ 19 ] Поскольку аристолохиевая кислота является мутагеном, она со временем наносит вред. У пациентов часто впервые диагностируют нефропатию аристолохиевой кислоты (ААН), которая представляет собой быстро прогрессирующую нефропатию и подвергает их риску развития почечной недостаточности и уротелиального рака. Однако рак уротелия наблюдается только спустя долгое время после употребления в пищу. По оценкам одного исследования, в среднем выявляемый рак развивается через десять лет после начала ежедневного потребления аристолохиевой кислоты. [ 6 ]
У пациента, предположительно страдающего ААН, можно подтвердить фитохимический анализ потребляемых растительных продуктов и обнаружение аддуктов ДНК аристолактама в почечных клетках. (Аристолоховая кислота метаболизируется в аристолактам.) Кроме того, мутированные белки при раке почки в результате трансверсии пар A : T в T:A характерно наблюдаются при мутациях, индуцированных аристолохиевой кислотой. В некоторых случаях раннее выявление, приводящее к прекращению употребления продуктов аристолохии, может привести к обращению вспять поражения почек. [ 7 ] [ 20 ]
Фармакология
[ редактировать ]Всасывание, распределение, метаболизм и выведение
[ редактировать ]При пероральном приеме аристолохиевая кислота I всасывается через желудочно-кишечный тракт в кровоток. [ 7 ] Он распределяется по всему организму через кровоток. [ 7 ]

Аристолохиевые кислоты метаболизируются путями окисления и восстановления или метаболизмом фазы I. Восстановление аристолохиевой кислоты I приводит к образованию аристолактама I. [ 21 ] что наблюдалось в моче. Дальнейшая обработка аристолактама I путем O-деметилирования приводит к образованию аристолактама Ia, первичного метаболита. [ 7 ] [ 22 ] Кроме того, нитровосстановление приводит к образованию иона N-ацилнитрения, который может образовывать аддукты с основанием ДНК, тем самым придавая аристолохиевой кислоте I ее мутагенные свойства. [ 6 ] [ 7 ] [ 22 ]
Аддукты аристолактама I, связанные с ДНК, чрезвычайно стабильны; они были обнаружены в образцах биопсии пациентов, взятых через 20 лет после воздействия растений, содержащих аристолоховую кислоту. [ 23 ]
Экскреция аристолохиевых кислот и их метаболитов осуществляется с мочой. [ 7 ]
Механизм действия
[ редактировать ]Точный механизм действия аристолохиевой кислоты неизвестен, особенно в отношении нефропатии. Считается, что канцерогенное действие аристолохиевой кислоты является результатом мутации гена-супрессора опухоли TP53 , который, по-видимому, уникален для канцерогенеза, связанного с аристолохиевой кислотой. [ 20 ] Нефропатия, вызванная потреблением аристолохиевой кислоты, не механистически понятна, но в почках пациентов с ААН обнаруживаются аддукты ДНК, характерные для мутаций, вызванных аристолохиевой кислотой, что указывает на то, что они могут играть определенную роль. [ 20 ]
Регулирование
[ редактировать ]В апреле 2001 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов выпустило предупреждение для потребителей о вреде употребления растительных продуктов, продаваемых как « традиционные лекарства » или в качестве ингредиентов пищевых добавок, содержащих аристолоховую кислоту. [ 24 ] Агентство предупредило, что потребление продуктов, содержащих аристолоховую кислоту, связано с «необратимым повреждением почек, иногда приводящим к почечной недостаточности, которая требует диализа почек или трансплантации почек. Кроме того, у некоторых пациентов развиваются определенные типы рака, чаще всего возникающие в мочевыводящие пути». [ 24 ]
В августе 2013 года два исследования выявили мутационный признак аристолохиевой кислоты у пациентов с раком верхних мочевых путей из Тайваня. [ 25 ] [ 26 ] Канцерогенный эффект является самым сильным из обнаруженных на данный момент и превышает количество мутаций при раке легких, вызванном курением, и меланоме, подвергшейся воздействию ультрафиолета. Воздействие аристолохиевой кислоты может также вызвать некоторые виды рака печени. [ 25 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ У, Тянь-Шун; и др. (2005). «Химические составляющие и фармакология видов Aristolochia » . В Рахмане, Атта-ур (ред.). Исследования по химии натуральных продуктов: биоактивные натуральные продукты (Часть L) . Профессиональное издательство Персидского залива. п. 863. ИСБН 978-0-444-52171-2 .
- ^ Генрих М., Чан Дж., Ванке С., Найнхейс К., Симмондс М.С. (август 2009 г.). «Местное использование видов Aristolochia и содержание нефротоксичной аристолохиевой кислоты 1 и 2 - глобальная оценка, основанная на библиографических источниках». Дж Этнофармакол . 125 (1): 108–44. дои : 10.1016/j.jep.2009.05.028 . ПМИД 19505558 .
- ^ Нолин, Томас Д. и Химмельфарб, Джонатан (2010). «Механизмы лекарственной нефротоксичности» . В Утрехте, Джек (ред.). Побочные реакции на лекарства . Спрингер. п. 123. ИСБН 978-3-642-00662-3 .
- ^ Jump up to: а б Скарборо, Джон (2011). «Древнее медицинское использование аристолохии: традиция и токсичность зверобоя» . Аптека в истории . 53 (1): 3–21. ПМИД 22702021 . Проверено 3 мая 2015 г.
- ^ Шоу, Д. (декабрь 2010 г.). «Токсикологические риски китайских трав» . Планта Медика . 76 (17): 2012–8. дои : 10.1055/s-0030-1250533 . ПМИД 21077025 .
- ^ Jump up to: а б с д Арльт, Волкер; Стиборова, Мария; Шмайзер, Хайнц (2002). «Аристолохиевая кислота как вероятная опасность рака для человека в растительных лекарственных средствах: обзор» . Мутагенез . 17 (4): 265–277. дои : 10.1093/mutage/17.4.265 . ПМИД 12110620 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Ланн, Рут; Джеймсон, CW; Янке, Глория (2 сентября 2008 г.). «Отчет об исходном документе о канцерогенах аристолоховых кислот» (PDF) . Национальная программа токсикологии . Проверено 3 мая 2015 г.
- ^ «Во всей Азии рак печени связан с лекарственными травами – исследование» . Свободная пресса Гонконга . 19 октября 2017 г. Проверено 20 октября 2017 г.
- ^ Спенсер, ID; Тивари, HP (1966). «Биосинтез аристолохиевой кислоты». Химические коммуникации (2). Королевское химическое общество: 55–56. дои : 10.1039/c19660000055 .
- ^ Jump up to: а б Комер, Ф.; Тивари, HP; Спенсер, ID (1969), «Биосинтез аристолохиевой кислоты», Canadian Journal of Chemistry , 47 (3): 481–487, doi : 10.1139/v69-070
- ^ Рюффер, Мартина; Эль-Шаги, Ханнемари; Нагакура, Наотака; Зенк, Мейнхарт Х. (1981). «(S)-норлауданозолинтаза: первый фермент пути биосинтеза бензилизохинолина». Письма ФЭБС . 129 : 5–9. дои : 10.1016/0014-5793(81)80742-9 . S2CID 13456773 .
- ^ Гувер, Ларри К.; Му-Янг, Мюррей; Легге, Раймонд Л. (1991), «Биотрансформация дофамина в норлауданозолин с помощью Aspergillus niger», Biotechnology and Bioengineering , 38 (9): 1029–1033, doi : 10.1002/bit.260380911 , PMID 18600867 , S2CID 27365169
- ^ Шутте, HR; Орбан, У.; Мотес, К. (1967). «Биосинтез аристолохиевой кислоты» . Европейский журнал биохимии . 1 (1): 70–72. дои : 10.1111/j.1432-1033.1967.tb00045.x . ПМИД 6059349 .
- ^ Jump up to: а б Шарма, Видур; Джайн, Судха; Бхакуни, Деван С.; Рандхир С. (1982), «Биосинтез аристолохиевой кислоты», Журнал Химического общества, Perkin Transactions , 1 : 1 Капил , 1153–1155.
- ^ Баттерсби, Арканзас; Браун, RT; Клементс, Дж. Х.; Иверах, Г. (1965). «О биосинтезе изотебаина». Химические коммуникации (11). Королевское химическое общество: 230–232. дои : 10.1039/c19650000230 .
- ^ Икезава, Нобухиро; Иваса, Кинуко; Сато, Фумихико (2008). «Молекулярное клонирование и характеристика CYP80G2, цитохрома P450, который катализирует внутримолекулярное CC-фенольное связывание (S)-ретикулина в биосинтезе магнофлорина, из культивируемых клеток Coptis japonica» . Журнал биологической химии . 283 (14): 8810–8821. дои : 10.1074/jbc.M705082200 . ПМИД 18230623 .
- ^ Ронко, Клаудио; и др., ред. (2008). Реанимационная нефрология . Elsevier Науки о здоровье. п. 1699. ISBN 978-1-4160-4252-5 .
- ^ Чен Ч., Дикман К.Г., Мория М., Завадил Дж., Сидоренко В.С., Эдвардс К.Л., Гнатенко Д.В., Ву Л., Турески Р.Дж., Ву XR, Пу Ю.С., Гроллман А.П. (май 2012 г.). «Уротелиальный рак, связанный с аристолохиевой кислотой, на Тайване» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 109 (21): 8241–6. дои : 10.1073/pnas.1119920109 . ПМК 3361449 . ПМИД 22493262 .
- ^ Лай, М.-Н.; Ван, С.-М.; Чен, ПК-К.; Чен, Ю.-Ю.; Ван, Ж.-Д. (2009). «Популяционное исследование «случай-контроль» китайских растительных продуктов, содержащих аристолоховую кислоту, и риска рака мочевых путей» . Журнал JNCI Национального института рака . 102 (3): 179–186. дои : 10.1093/jnci/djp467 . ПМЦ 2815723 . ПМИД 20026811 .
- ^ Jump up to: а б с Гёкмен, М. Рефик; Козинс, Жан-Пьер; Арльт, Волкер М.; Стиборова, Мария; Филлипс, Дэвид Х.; Шмайзер, Хайнц Х.; Симмондс, Моник С.Дж.; Кук, Теренс; Ванхервегем, Жан-Луи; Нортье, Жоэль Л.; Лорд, Грэм М. (2013). «Эпидемиология, диагностика и лечение нефропатии аристолохиевой кислоты: описательный обзор» (PDF) . Анналы внутренней медицины . 158 (6): 469–477. дои : 10.7326/0003-4819-158-6-201303190-00006 . ПМИД 23552405 . S2CID 8007069 . Проверено 3 мая 2015 г.
- ^ Михл, Йоханна; Ингруй, Мартин Дж.; Симмондс, Моник С.Дж.; Генрих, Майкл (2014). «Природные аналоги аристолохиевой кислоты и их токсичность». Отчеты о натуральных продуктах . 31 (5): 676–93. дои : 10.1039/c3np70114j . ПМИД 24691743 .
- ^ Jump up to: а б «Растения, содержащие аристолохиевую кислоту» (PDF) . Монографии МАИР-100А : 347–361 . Проверено 3 мая 2015 г.
- ^ Шмайсер; Нортье; Сингх; да Кошта; Сеннесаи; Кассуто-Вигье; Амбросетти; Рорив; Поздик; Филлипс; Стиборова; Арльт (2014). «Исключительно длительное сохранение аддуктов ДНК, образованных канцерогенной аристолохиевой кислотой I, в почечной ткани пациентов с нефропатией аристолохиевой кислоты» . Международный журнал рака . 135 (2): 502–507. doi : 10.1002/ijc.28681 . ПМИД 24921086 . S2CID 28784835 .
- ^ Jump up to: а б FDA предупреждает потребителей прекратить использование растительных продуктов, содержащих аристолоховую кислоту. 11 апреля 2001 г.
- ^ Jump up to: а б Пун, СЛ; Панг, С.-Т.; Макферсон-младший; Ю, В.; Хуанг, КК; Гуань, П.; Венг, WH; Сью, EY; Лю, Ю. (2013). «Общегеномные мутационные признаки аристолохиевой кислоты и ее применение в качестве инструмента скрининга». Наука трансляционной медицины . 5 (197): 197ра101. doi : 10.1126/scitranslmed.3006086 . ПМИД 23926199 . S2CID 25923013 .
- ^ Хоанг, ML; Чен, Ч.-Х.; Сидоренко В.С.; Он, Дж.; Дикман, КГ; Юн, Б.Х.; Мория, М.; Никнафс, Н.; Дувиль, К. (2013). «Мутационная подпись воздействия аристолохиевой кислоты, выявленная с помощью секвенирования всего экзома» . Наука трансляционной медицины . 5 (197): 197ра102. doi : 10.1126/scitranslmed.3006200 . ПМЦ 3973132 . ПМИД 23926200 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Аронсон, Дж. К. (2008). «Аристолохики» . Побочные эффекты Мейлера от лекарственных трав . Эльзевир. п. 55. ИСБН 978-0-444-53269-5 .
- Миллс, Саймон и Боун, Керри (2005). «Нефропатия аристолохиевой кислоты» . Основное руководство по безопасности трав . Elsevier Науки о здоровье. п. 15. ISBN 978-0-443-07171-3 .
- Пун, Крыло-Тат; Лай, Чи-Конг; Ян-Во Чан, Альберт (2007). «Нефропатия аристолохиевой кислоты: перспектива Гонконга». Гонконгский журнал нефрологии . 9 (1): 7–14. дои : 10.1016/s1561-5413(07)60003-9 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Полный список предупреждений Управления по контролю за продуктами и лекарствами США
- FDA обеспокоено растительными продуктами, включая пищевые добавки, содержащими аристолоховую кислоту, май 2000 г.
- Растения, содержащие аристолохиевую кислоту
- Лекарственные травы, вызывающие почечную недостаточность и рак мочевого пузыря в Индии , Times of India , 19 марта 2013 г.