Кіріспе

Мускарин, L (+) мускарин немесе мускарин – кейбір саңырауқұлақтарда, әсіресе Inocybe және Clitocybe түрлерінде, мысалы, өлімге әкелетін C. dealbata-да кездеседі. Entoloma және Mycena тұқымдастарының саңырауқұлақтарында да, ішке қабылдағанда қауіпті болуы мүмкін мускарин деңгейі табылған. Мускарин Boletus, Hygrocybe, Lactarius және Russula түрлерінде зиянсыз мөлшерде кездеседі. Amanita muscaria-да мускариннің іздік концентрациясы бар, бірақ бұл саңырауқұлақтың фармакологиялық жағынан маңыздырақ қосылысы – Z препараттарына ұқсас алкалоид муссимол. A. muscaria жеміс денелерінде мускариннің мөлшері өзгеріп отырады, әдетте жаңа салмағының 0,0003%-ы шамасында болады. Бұл өте төмен, сондықтан уыттану белгілері сирек кездеседі. Inocybe және Clitocybe түрлерінде мускарин концентрациясы 1,6%-ға дейін жетеді. Мускарин – мускариндік ацетилхолин рецепторларының таңдамалы агонисті.

Тарих

Мускарин атауы алғаш рет неміс химиктері Освальд Шмидеберг пен Ричард Коппе Тарту университетінде Аманита мускария саңырауқұлағынан оқшаулаған, және 1869 жылы осы зерттеулерін жариялаған. Саңырауқұлақтың түрі латын тіліндегі "musca" – шыбық сөзінен шыққан, себебі бұл саңырауқұлақты көбінесе шыбықтарды тартып ұстау үшін қолданған, сондықтан оның кең таралған аты "шыбық жегіш саңырауқұлақ" (fly agaric) болып қалыптасқан. Мускарин – зерттелген алғашқы парасимпатомиметикалық зат, ол шеттік парасимпатикалық жүйке жүйесін күшті түрде белсендіреді, бұл қан айналымының тоқтауына және өлімге әкелуі мүмкін. Кватернарлы аммоний тұзы болғандықтан, мускарин асқазан-ішек трактісінен үшіншілік аминдерге қарағанда нашар сіңіріледі және қан-ми тосқауылдан өте алмайды. Мускариндік агонисттер мускариндік рецепторларды, ал никотиндік агонисттер никотин рецепторларын белсендіреді. Екеуі де тікелей әсер ететін холиномиметикалар; олар холинергиялық рецепторларға байланысып, оларды белсендіру арқылы өз әсерлерін көрсетеді. Франц Джеллинек және оның әріптестері 1957 жылы рентгендік дифракциялық талдау арқылы құрылымын толық дәлелдеді; Джеллинек мускарин хлоридін пайдаланып молекуланың үш өлшемді құрылымын сипаттады. Бұл жаңа жаңалықтар ацетилхолинмен құрылымдық байланысы бар мускарин және мускаринге ұқсас заттардың фармакологиясын зерттеуге бастама берді.

Құрылымы мен реактивтілігі

Молекулалық қаңқадағы бес мүшелі сақинаның салдарынан икемділігі төмен болғанына қарамастан, мускарин холинергиялық жүйке жүйесінің мускариндік бөлігінде табиғи нейротрансмиттер ацетилхолиннің әрекетін имитациялайды. Қос байланыстағы оттегінен басқа, ацетилхолиннің барлық құрылымы мускариннің оң жақ төменгі бөлігінде кездеседі (екі құрылымды салыстыру үшін төмендегі 3-суретті қараңыз). Мускариннің 2S мускарин және 2R мускарин деп аталатын екі күзгү изомері бар.

(+) -мускариннің тиімді синтезі

Келесі схема 1992 жылы Канадалық химия журналында Чан және Ли ғалымдарының мәлімдемесінше, (+) мускарин синтезінің өте тиімді жолын көрсетеді. S (−) этил лактаты (2) (4-суретте) 2,6-дихлорбензил эфиріне (3) айналады. 2,6-дихлорбензил эфирін диизобутилалюминий гидриді (DIBAL) арқылы тотығудан төмендету альдегидті (4) береді. Алдегидті сумен, аллил бромидімен және цинк ұнтағымен, NH4Cl катализаторы ретінде қолданып өңдеу 5a және 5b анти:син қоспасын тудырады. 5a-ны 0 °C температурада CH3CN-де йодпен өңдеу циклданған өнім 6a-ны береді. Ақырында 6a-ны этанолда артық триметиламинмен өңдеу (+) мускарин (2S,4R,5S) береді. 5b-мен ұқсас реакция тізбегі (+) эпимускарин (7) береді. Әсіресе 2,5-диметил-3-карбоксиметилфлураннан.

Фармакодинамика

Мускарин нейротрансмиттер ацетилхолиннің әрекетін мускариндік ацетилхолин рецепторларын агонизациялау арқылы еліктейді. Бұл рецепторлар мускариннен алынған атын, оларды басқа ацетилхолин рецепторларынан (никотин рецепторларынан) ажырату үшін алған, себебі никотин рецепторлары мускаринге салыстырмалы түрде жауап бермейді. Мускарин рецепторларының бес түрі бар: M1, M2, M3, M4 және M5. Көптеген тіндерде субтиптердің араласуы байқалады. M2 және M3 субтиптері перифериялық автономды жүйке тіндерінде мускариндік жауаптарды қамтамасыз етеді. M1 және M4 субтиптері мида және автономды ганглияларда жиірек кездеседі. M1, M3 және M5 тақ нөмірлі рецепторлары фосфоинозит гидролизі мен жасуша ішіндегі кальцийдің босатылуын стимуляциялау үшін Gq ақуыздарымен өзара әрекеттеседі. Керісінше, M2 және M4 жұп нөмірлі рецепторлары Gi ақуыздарымен өзара әрекеттесіп, аденозилциклазаны тежейді, нәтижесінде циклдік аденозин монофосфатының (cAMP) жасуша ішіндегі концентрациясы төмендейді. Мускарин рецепторларына әсер ететін көптеген агонистер субтиптерге қатысты таңдаулы емес. Мускарин рецепторлары басқа жолдар арқылы да сигнал береді, мысалы, калий каналдарының G бета-гамма кешенімен модуляциясы арқылы. Бұл мускаринге мембраналық потенциал арқылы жасушалық қоздырғышты өзгертуге мүмкіндік береді.

Метаболизм

Адам ағзасында мускариннің метаболизмі туралы зерттеулер жеткіліксіз, бұл адамдардың бұл затты метаболиздейтінін көрсетпейді. Ацетилхолиннің ацетилхолинестераза арқылы метаболизмі жақсы зерттелгенімен, мускарин бұл ферментпен метаболизденбейді, бұл оның потенциалды уыттылығын түсіндіруге көмектеседі. Мускарин суда оңай ериді. Мускариннің қаннан шығуының ең мүмкін жолы – бүйрек арқылы тазалану, содан кейін ол организмнен несеппен шығарылады.

Медициналық қолданыстар

Мускариндік агонисттер глаукома, операциядан кейінгі ішек қызметінің жоқтығы, туа біткен мегаколон, несеп тоқтауы және ауыз құрғақтығын емдеу үшін дәрі ретінде қолданылады. Мускарин парасимпатиялық жүйке жүйесіне сезімталдығы жоғары аурулары бар, астмасы немесе ЖЭЖСБ (Жоғарғы Еңбекке Жарақсыздық Сынақтарының Біріктірілген Сипаттамасы) бар, немесе асқазан жарасы бар адамдарға қолдануға болмайды. Сонымен қатар, асқазан-ішек немесе несеп жолындағы кедергісі бар адамдарға мускарин тағайындалмайды, себебі ол кедергіні күшейтеді, соның салдарынан қысым артып, тесілуге әкелуі мүмкін.

Тиімділік

Мускарин ацетилхолин рецепторына әсер ететіні болғандықтан, оны қалыпты жағдайда осы рецепторға әсер ететін ацетилхолинмен салыстыруға болады. Таза мускарин, таза ацетилхолинмен салыстырғанда, көбінесе күштірек деп есептеледі, оның әсері әрқашан ацетилхолиндікінен баяурақ, бірақ ұзаққа созылады. Мұндай ұзақ әсердің себебі мускариннің синапты жарықта ацетилхолинестеразамен ыдырамайтыны болуы мүмкін.

Токсикология

Мускарин улануы миозға, көрудің нашарлауына, сілекейдің артуына, шамадан тыс терлеуге, жас ағуына, бронх секрециясының жоғарылауына, бронхтардың тарылуына, брадикардияға, іш құрылысының ауыруына, асқазан қышқылының көп бөлінуіне, диареяға және полиурияға сипатталады. Мускарин миға жеткен жағдайда дікілдеу, құрысулар мен гипотермияға себеп болуы мүмкін. Жүрек қарыншалары мускарин рецепторларын қамтиды, олар жиырылу күшінің төмендеуіне, нәтижесінде қан қысымының төмендеуіне әкеледі. Мускарин тамырға енгізілген жағдайда, жүрек тоқтауымен бірге жедел қан айналымы жетіспеушілігін тудыруы мүмкін.

Антидот

Атропин сияқты мускаринге қарсы препараттар мускаринге қарсы дәрі ретінде қолданылуы мүмкін. Атропин, мускарин сияқты, алкалоид, бірақ мускариннен өзгеше, мускарин рецепторларының антагонисті болып табылады. Сондықтан ол ацетилхолиннің әсерін тежейді. Мускариндік антагонисттер көздің қарамағын кеңейтеді және кіл тамырлы бұлшық етін босаңсытады, қабынулы увеитті емдеуде қолданылады және глаукомамен байланысты. Олар сондай-ақ несеп ұстамауды және ішек қозғалысының жоғарылауымен сипатталатын ауруларды, мысалы, тітіркенішті ішек синдромын емдеу үшін де қолданылады. Мускариндік антагонисттер жиі парасимпатолитиктер деп аталады, себебі олар постганглиондық парасимпатиялық жүйкелерді тоқтатушы заттармен ұқсас әсер етеді.