Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Аристолохид қышқылдары (/lang/ə/,/r/ɪ/s/t/ə/'/l/oʊ/k/) – гүлді өсімдіктер тұқымдасы (Aristolochiaceae) арасында кеңінен таралған канцерогенді, мутагенді және бүйрекке зиянды фитохимиялық заттардың тобы. Аристолохид қышқылы (АА) I ең көп кездесетін түрі. Aristolochiaceae тұқымдасына Aristolochia және Асарум (жабайы имбирь) туыстары кіреді, олар дәстүрлі қытай медицинасында жиі қолданылады. Бұл заттар бүйрек ауруларымен, бауыр және несеп жолдарының рагымен байланысты болғанымен, АА-ны қамтитын өсімдіктерді емдік мақсаттарда қолданудың ұзақ тарихы бар. АҚШ-тың Азық-дәрі басқармасы (FDA) АА-ны қамтитын қосымшалардың қолданылуына қатысты ескерту жариялады.
Aristolochic acids (/lang//ə/,/r//ɪ//s//t//ə/'/l//oʊ//k//ᵻ//k/) are a family of carcinogenic, mutagenic, and nephrotoxic phytochemicals commonly found in the flowering plant family Aristolochiaceae (birthworts). Aristolochic acid (AA) I is the most abundant one. The family Aristolochiaceae includes the genera Aristolochia and Asarum (wild ginger), which are commonly used in Chinese herbal medicine. Although these compounds are widely associated with kidney problems, liver and urothelial cancers, the use of AA containing plants for medicinal purposes has a long history. The FDA has issued warnings regarding consumption of AA containing supplements.
Медициналық қолданылуы
Birthwort өсімдіктері және олардың құрамындағы аристолохикалық қышқылдар ежелгі грек және рим медициналық мәтіндерінде кеңінен таралған, б.з.д. V ғасырға дейін бұл өсімдіктердің қолданылуы жақсы орнатылған. Birthwort өсімдіктері б.з. 400 жылы аюрведалық мәтіндерде, ал V ғасырдың соңында қытай мәтіндерінде кездеседі. Ежелгі заманда олар бүйрек және зәр жолдары ауруларын, подаграны, жылан шағуды және басқа да көптеген ауруларды емдеу үшін қолданылған. Сондай-ақ, бұл өсімдіктер тиімді контрацептив ретінде де қарастырылған. Көптеген жағдайларда, birthwort өсімдіктері майлар немесе жақпалар жасау үшін қолданылатын көптеген ингредиенттердің бірі ғана болған. Бірінші ғасырдың басында римдік мәтіндерде аристолохикалық қышқылдар алғаш рет астма, ісік, спазм, ауырсыну және босанғаннан кейін ішек тазалану сияқты жағдайларды емдеу үшін жиі ішілетін дәрілердің құрамында айтылған. Бұл нефрит салмақ жоғалтуға арналған қосымшаның шығу тегіне байланысты «қытай шөптері нефропатиясы» (CHN) деп аталды. 1950 жылдары Оңтүстік-Шығыс Еуропада алғаш сипатталған және бұрын Балқан эндемиялық нефропатиясы (BEN) деп белгілі болған ұқсас жағдай, кейіннен аристолохикалық қышқылды (AA) тұтынудың салдары екені анықталды. BEN, CHN-де байқалатын нефритке қарағанда баяу дамиды, бірақ бұл төмен деңгейлі AA әсерінен туындауы мүмкін, мысалы, бидай ұнының тұқымдарының birthwort тұқымдасына жататын Aristolochia clematitis өсімдігімен ластануынан. CHN және BEN қазір аристолохикалық қышқыл нефропатиясы деп аталатын, AA улануының ең көп кездесетін белгісі болып табылады.
Birthwort plants, and the aristolochic acids they contain, were quite common in ancient Greek and Roman medical texts, well established as an herb there by the fifth century BC. Birthworts appeared in Ayurvedic texts by 400 AD, and in Chinese texts later in the fifth century. In these ancient times, it was used to treat kidney and urinary problems, as well as gout, snakebites, and a variety of other ailments. It was also considered to be an effective contraceptive. In many of these cases, birthworts were just some of the many ingredients used to create ointments or salves. In the early first century, in Roman texts, aristolochic acids are first mentioned as a component of frequently ingested medicines to treat things such as asthma, hiccups, spasms, pains, and expulsion of afterbirth. This nephritis was termed “Chinese herbs nephropathy” (CHN) due to the origin of the weight loss supplement. A similar condition previously known as Balkan endemic nephropathy (BEN), first characterized in the 1950s in southeastern Europe, was later discovered to be also the result of aristolochic acid (AA) consumption. BEN is more slowly progressive than the nephritis that is seen in CHN, but is likely caused by low level AA exposure, possibly from contamination of wheat flour seeds by a plant of the birthwort family, Aristolochia clematitis. CHN and BEN fall under the umbrella of what is now known as aristolochic acid nephropathy, the prevalent symptom of AA poisoning.
Биосинтез
Аристолохик қышқылы деп аталатын дәрілік өсімдік, көптеген құрылымдық жағынан ұқсас нитрофенантрен карбоксил қышқылдарының қоспасын қамтиды, олар әдетте екі негізгі қосылыстан тұрады: I (АА I) және II (АА II) аристолохик қышқылы. Бұл қосылыстардың биосинтезіне қызығушылықтың себебі – олардың құрамындағы арил карбоксил қышқылы және арил нитро тобы (табиғи заттарда сирек кездесетін) апорфин алкалоидтарымен генетикалық байланысты болуы мүмкін екендігі. Бұл байланыс, сондай-ақ, норлауданозолин (тетрагидропапаверолин) немесе тирозиннен (2) туындаған бензилизохинолин прекурсорларымен биосинтетикалық байланыстың болуын ұсынады. [3 14C] тирозин, [2 14C] дофамин және [2 14C] дигидроксифенилаланин қолданылып, тәуелсіз түрде жүргізілген тамақтандыру зерттеулері әр жағдайда [14C] АА I-ді бөліп алуға мүмкіндік берді, бұл апорфин алкалоид стефаниннің (11) АА I-нің алғыр заттарының бірі болуы мүмкін екенін көрсетті, себебі тирозин, L-DOPA (3) және дофамин (4) норлауданозолиннің белгілі алғыр заттары болып табылады: тирозин (2) L-DOPA-ға (3) айналады, ол дофаминге (4) айналады, ал дофамин 3,4-дигидроксифенилацетальдегидке (DOPAL) айналады; осы екі қосылыстың циклизациясы норлауданозолиннің түзілуіне әкеледі. (±)-[4-14C] норлауданозолин қолданылған келесі тамақтандыру зерттеулері де 14C-белгіленген АА I-дің түзілуіне әкелді, бұл норлауданозолин мен стефаниннің (11) АА I биосинтезінде аралық заттар болуы мүмкін екенін көрсетеді. Бөліп алынған 14C-белгіленген АА I-дің ыдырау зерттеулері норлауданозолиннің бензилтетрагидроизохинолин сақинасының C4 позициясындағы көміртек атомы АА I-дің карбоксил тобында ғана кездесетінін көрсетті. Бұл зерттеу [4-14C] тетрагидропапаверин қолданылып қайталанғанда, таңбаланған АА I бөліп алынбады; бұл АА I-дің норлауданозолиннен биосинтезі үшін фенолдың тотығу реакциясы қажет екенін көрсетті, сонымен қатар апорфин аралықтарының аралық ролін растады. (A. sipho) (±)-[3-14C, 15N] тирозинмен тамақтандыру және оқшауланған екі рет таңбаланған АА I-дің ыдырауы АА I-дің нитро тобы тирозиннің амино тобынан шығатынын көрсетті. (±)-[5’,8-3H2; 6-метокси-14C] норориенталинмен тамақтандыру зерттеулері екі рет таңбаланған АА I-ді бөліп алуға әкелді. Метилдиокси тобының бөлінуі және 14C-белгіленген формальдегидті ұстау, бұл топтың норориенталиннің тетрагидроизохинолин сақинасының о-метоксифенол бөлігінен түзілгенін растады. (±)-[5’,8-3H2]-Ориенталина да АА I-ге енгізілді. Бұл байқаулар апорфин престефанинінің (10) биосинтезде міндетті аралық зат екенін көрсетті, ол бензилтетрагидроизохинолиндердің апорфиндерге айналуы үшін белгілі молекулалық диенон-диенол фенол тізбегі арқылы проапорфиндер ориенталинон (8) және ориенталинол (9) аралықтарын қамтиды. Ориенталиннен (7) престефанинге (10) айналудағы CYP80G2 цитохром P450-нің, бірнеше бензилтетрагидроизохинолиндердің молекулалық C-C фенол бірігуін катализдейтін рөлі ұсынылған. (±)-[арил-3H]-Престефанин АА I-ге енгізілді, бұл оның биосинтездегі аралық ролін растады; сондай-ақ (±)-[арил-3H]-стефанин АА I-ге енгізілді және ол уротелиялық қатерлі ісіктерге байланысты. Аристолохик қышқылы мутагендік қасиеттеріне байланысты уақыт өте келе зақым келтіреді. Пациенттерде көбінесе аристолохик қышқылының нефропатиясы (ААН) диагнозы қойылады, бұл тез прогрестейтін бүйрек ауруы, бүйрек жетіспеушілігіне және уротелиялық қатерлі ісіктерге әкелуі мүмкін. Алайда, уротелиялық қатерлі ісік тұтынудан ұзақ уақыт өткен соң ғана байқалады. Бір зерттеуде, орташа есеп бойынша, күнделікті аристолохик қышқылын тұтыну басталғаннан кейін он жыл өткен соң қатерлі ісік анықталады.
The herbal drug known as aristolochic acid contains a mixture of numerous structurally related nitrophenanthrene carboxylic acids generally consisting of two major compounds: aristolochic acid I (AA I) and aristolochic acid II (AA II). The biosynthesis of these compounds has been of considerable interest due in large part to the inclusion of both an aryl carboxylic acid and an aryl nitro functionality (uncommon in natural products) within their structures, which suggested an apparent biogenetic relationship to the well known aporphine alkaloids. Furthermore, this association thereby suggested a biosynthetic relationship with norlaudanosoline (tetrahydropapaveroline) or related benzylisoquinoline precursors, which in turn are derived from tyrosine (2). Feeding studies (Aristolochia sipho) independently using uniquely 14C labeled compounds [3 14C] tyrosine, [2 14C] dopamine and [2 14C] dihydroxyphenylalanine resulted in the isolation of [14C] AA I in each case, which illustrated that the aporphine alkaloid stephanine (11) could be a precursor of AA I since tyrosine, L DOPA (3) and dopamine (4) were known precursors of norlaudanosoline: tyrosine (2) is metabolized to L DOPA (3) which is converted into dopamine (4) which is metabolized to 3,4 dihydroxyphenylacetaldehyde (DOPAL); cyclization of these two compounds results in the formation of norlaudanosoline via a Pictet Spengler like condensation catalyzed by norlaudanosoline synthetase. Subsequent feeding studies that used (±)‑[4‑14C] norlaudanosoline also resulted in the formation of 14C‑labeled AAI, further suggesting that norlaudanosoline and stephanine (11) could have a possible intermediacy in the biosynthesis of AA I. Degradation studies of the isolated 14C labeled AA I demonstrated that the carbon atom at ring position C4 of the benzyltetrahydroisoquinoline norlaudanosoline was incorporated exclusively in the carboxylic acid moiety of AAI. When this study was repeated but using [4‑14C] tetrahydropapaverine no labeled AAI was isolated; this observation established that a phenol oxidative reaction was required for the biosynthesis of AA I from norlaudanosoline, further supporting the intermediacy of aporphine intermediates. The results of a feeding experiment (A. sipho) with (±)‑[3‑14C, 15N] tyrosine followed by degradation of the isolated doubly labeled AA I provided evidence that the nitro group of AA I originates from the amino group of tyrosine. Feeding experiments with (±)‑[5’,8‑3H2; 6 methoxy‑14C] nororientaline resulted in the isolation of the doubly labeled AA I. Cleavage of the methylenedioxy group with trapping of the resulting 14C‑labeled formaldehyde confirmed that this functionality was formed from the o‑methoxyphenol segment of the tetrahydroisoquinoline ring of nororientaline. (±)‑[5’,8‑3H2]‑Orientaline was also incorporated into AA I. These observations implied that the aporphine prestephanine (10) would be an obligatory intermediate in the biosynthesis, which would involve the intermediacy of the proaporphines orientalinone (8) and orientalinol (9) via the known intramolecular dienone dienol phenol sequence for the transformation of benzyltetrahydroisoquinolines to aporphines. A potential role for CYP80G2, a cytochrome P450 that has been demonstrated to catalyze the intramolecular C C phenol coupling of several benzyltetrahydroisoquinolines, in this orientaline (7) to prestephanine (10) transformation has been suggested. (±)‑[aryl‑3H]‑Prestephanine was incorporated into AA I confirming its intermediacy in the biosynthesis; and also (±)‑[aryl‑3H]‑stephanine was incorporated into AA I. and is linked to urothelial cancer. Since aristolochic acid is a mutagen, it does damage over time. Patients are often first diagnosed with aristolochic acid nephropathy (AAN), which is a rapidly progressive nephropathy and puts them at risk for renal failure and urothelial cancer. However, urothelial cancer is only observed long after consumption. One study estimated, on average, detectable cancer develops ten years from the start of daily aristolochic acid consumption.
Абсорбция, бөліну, метаболизм және секреция
Ауызға түскен I аристолохид қышқылы асқазан-ішек жолы арқылы қан ағынына сіңіріледі, содан кейін зәрмен шығарылады. Аристолактам I-нің O-деметилденуі нәтижесінде негізгі метаболиті – аристолактам Ia пайда болады. Сонымен қатар, нитроредукция процесі N-ацилнитриний ионының түзілуіне алып келеді, ол ДНК негіздерімен қосылыстар құрап, I аристолохид қышқылына мутагендік қасиеттер береді. Аристолохид қышқылдары мен олардың метаболиттері зәр арқылы шығарылады. Агенттік аристолохид қышқылы бар өнімдерді тұтыну "бүйрекке қайтымсыз зақым келтіріп, кейде бүйрек жетіспеушілігіне әкеліп соғады, бұл бүйрек диализі немесе бүйрек трансплантациясын қажет етеді" деп ескертті. Бұған қоса, кейбір науқастарда несеп жолдарында қатерлі ісіктер дамиды. Бұл канцерогендік әсерге дейін табылған ең күшті әсер болып табылады, темекі шегуден туындаған өкпе қатерлі ісігі мен ультракүлгін сәулеленуге байланысты меланомадағы мутациялар мөлшерінен де асып түседі. Аристолохид қышқылының әсері бауырдың да түрлі қатерлі ісіктеріне себеп болуы мүмкін.
Once orally ingested, aristolochic acid I is absorbed through the gastrointestinal tract into the blood stream. which has been observed in the urine. Further processing of aristolactam I by O demethylation results in aristolactam Ia, the primary metabolite. Additionally, nitroreduction results in an N acylnitrenium ion, which can form DNA base adducts, thus giving aristolochic acid I its mutagenic properties. Excretion of aristolochic acids and their metabolites is through the urine. The agency warned that consumption of aristolochic acid containing products was associated with "permanent kidney damage, sometimes resulting in kidney failure that has required kidney dialysis or kidney transplantation. In addition, some patients have developed certain types of cancers, most often occurring in the urinary tract." The carcinogenic effect is the most potent found thus far, exceeding the amount of mutations in smoking induced lung cancer and UV exposed melanoma. Exposure to aristolochic acid may also cause certain types of liver cancer.