Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
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.
Muscarine, L (+) muscarine, or muscarin is a natural product found in certain mushrooms, particularly in Inocybe and Clitocybe species, such as the deadly C. dealbata. Mushrooms in the genera Entoloma and Mycena have also been found to contain levels of muscarine which can be dangerous if ingested. Muscarine has been found in harmless trace amounts in Boletus, Hygrocybe, Lactarius and Russula. Trace concentrations of muscarine are also found in Amanita muscaria, though the pharmacologically more relevant compound from this mushroom is the Z drug like alkaloid muscimol. A. muscaria fruitbodies contain a variable dose of muscarine, usually around 0.0003% fresh weight. This is very low and toxicity symptoms occur very rarely. Inocybe and Clitocybe contain muscarine concentrations up to 1.6%. Muscarine is a selective agonist of the muscarinic acetylcholine receptors.
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.
The name muscarine derives from that of Amanita muscaria, from which it was first isolated, by German chemists Oswald Schmiedeberg and Richard Koppe at the University of Tartu, who reported their findings in 1869. The mushroom's specific name in turn comes from the Latin musca for fly because the mushroom was often used to attract and catch flies, hence its common name, "fly agaric". Muscarine was the first parasympathomimetic substance ever studied and causes profound activation of the peripheral parasympathetic nervous system that may end in circulatory collapse and death. Being a quaternary ammonium salt, muscarine is less completely absorbed from the gastrointestinal tract than tertiary amines, and it does not cross the blood–brain barrier. Muscarinic agonists activate muscarinic receptors while nicotinic agonists activate nicotine receptors. Both are direct acting cholinomimetics; they produce their effects by binding to and activating cholinergic receptors. Final proof of the structure was given by Franz Jellinek and colleagues in 1957 with the help of X ray diffraction analysis; Jellinek further described the three dimensional structure of the molecule using muscarine chloride. These new findings set into motion research on the pharmacology of muscarine and muscarine like substances that are structurally related to acetylcholine.
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.
Muscarine mimics the function of the natural neurotransmitter acetylcholine in the muscarinic part of the cholinergic nervous system, despite the less flexible structure due to the five membered ring in the molecular skeleton. With the exception of the double bonded oxygen, all of the acetylcholine structure is present in the right bottom side of muscarine (see Figure 3 below for comparison of both structures). There are two mirror forms of muscarine, named: 2S muscarine and 2R muscarine.
(+) -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.
The scheme below represents a very efficient way of the synthesis of (+) muscarine according to the scientists Chan and Li in the Canadian journal of Chemistry in 1992. S (−) Ethyl lactate (2)(Figure 4) is converted into the 2,6 dichlorobenzyl ether (3). Diisobutylaluminium hydride (DIBAL) reduction of the 2,6 dichlorobenzyl ether gives the aldehyde (4). Treatment of the crude aldehyde with allyl bromide and zinc powder in water with NH4Cl as catalyst resulted in an anti:syn mixture of 5a and 5b. Treatment of 5a with iodine in CH3CN at 0 °C gives the cyclized product 6a. Finally treatment of 6a with excess trimethylamine in ethanol gave (+) muscarine (2S,4R,5S). A similar reaction sequence with 5b gave (+) epimuscarine (7). particularly from 2,5 dimethyl 3 carboxymethyl flurane.
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.
Muscarine mimics the action of the neurotransmitter acetylcholine by agonising muscarinic acetylcholine receptors. These receptors were named after muscarine, to differentiate them from the other acetylcholine receptors (nicotinic receptors), which are comparatively unresponsive to muscarine. There are five different types of muscarinic receptors: M1, M2, M3, M4 and M5. Most tissues express a mixture of subtypes. The M2 and M3 subtypes mediate muscarinic responses at peripheral autonomic tissues. M1 and M4 subtypes are more abundant in brain and autonomic ganglia. The odd numbered receptors, M1, M3 and M5, interact with Gq proteins to stimulate phosphoinositide hydrolysis and the release of intracellular calcium. Conversely, the even numbered receptors, M2 and M4, interact with Gi proteins to inhibit adenylyl cyclase, which results in a decrease of intracellular concentration of cyclic adenosine monophosphate (cAMP). Most agonists for muscarine receptors are not selective for subtypes. Muscarinic receptors also signal via other pathways, for instance via G beta gamma complex modulation of potassium channels. This allows muscarine to modulate cellular excitability via the membrane potential.
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.
A paucity of research exists on the metabolism of muscarine in the human body, suggesting this compound is not metabolized by humans. Though there has been extensive research in the field of acetylcholine metabolism by acetylcholinesterase, muscarine is not metabolized by this enzyme, partly explaining the compound's potential toxicity. Muscarine is readily soluble in water. The most likely way for muscarine to leave the blood is via renal clearance; it will eventually leave the body in urine.
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.
Muscarinic agonists are used as drugs in treating glaucoma, postoperative ileus, congenital megacolon, urinary retention and xerostomia. Muscarine is contraindicated in people with diseases that make them susceptible to parasympathetic stimulation, people who have asthma or COPD, or people who have peptic ulcer disease. Also people with an obstruction in the gastrointestinal or urinary tract are not prescribed muscarine because it will aggravate the obstruction, causing pressure to build up that may lead to perforation.
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.
As muscarine works on the muscarinic acetylcholine receptor, the best comparison can be made with acetylcholine, which normally works on this receptor. Pure muscarine compared to pure acetylcholine is stated in most cases to be more potent, its action is always slower but longer lasting than acetylcholine. A possible explanation for this long lasting behavior might be that muscarine does not get hydrolyzed by acetylcholinesterase in the synaptic cleft.
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.
Muscarine poisoning is characterized by miosis, blurred vision, increased salivation, excessive sweating, lacrimation, bronchial secretions, bronchoconstriction, bradycardia, abdominal cramping, increased gastric acid secretion, diarrhea and polyuria. If muscarine reaches the brain it can cause tremor, convulsions and hypothermia. Cardiac ventricles contain muscarinic receptors that mediate a decrease in the force of contractions leading to a lower blood pressure. If muscarine is administered intravenously, muscarine can trigger acute circulatory failure with cardiac arrest.
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.
Antimuscarinics such as atropine can be used as an antidote to muscarine. Atropine is, like muscarine, an alkaloid but unlike muscarine is an antagonist of the muscarinic receptors. Hence, it inhibits the effects of acetylcholine. Muscarinic antagonists dilate the pupil and relax the ciliary muscle, are used in treatment of inflammatory uveitis and is associated with glaucoma. They are also used to treat urinary incontinence and diseases characterized by bowel hypermotility such as irritable bowel syndrome. Muscarinic antagonists are often called parasympatholytics because they have the same effect as agents that block postganglionic parasympathetic nerves.