Синефрин: Свойства, источники и применение

Введение

Синефрин, или, более конкретно, п-синефрин, является алкалоидом, встречающимся в природе в некоторых растениях и животных, а также в одобренных лекарственных препаратах в качестве его м-замещенного аналога, известного как неосинефрин. п-Синефрин (ранее Симпатол и окседрин [BAN]) и м-синефрин известны своим более продолжительным адренергическим действием по сравнению с эпинефрином и норадреналином. Это вещество присутствует в очень низких концентрациях в обычных продуктах питания, таких как апельсиновый сок и другие продукты из апельсинов (Citrus species), как "сладких", так и "горьких" сортов. Препараты, используемые в традиционной китайской медицине (ТКМ), также известные как Чжи Ши (枳实), представляют собой незрелые и высушенные целые апельсины Citrus aurantium (Fructus Aurantii Immaturus). Экстракты из того же материала или очищенный синефрин также продаются в США, иногда в сочетании с кофеином, в качестве диетической добавки для снижения веса для перорального применения. Хотя традиционные препараты используются на протяжении тысячелетий в качестве компонента формул ТКМ, сам синефрин не является одобренным безрецептурным лекарственным средством. В качестве фармацевтического средства м-синефрин (фенилэфрин) все еще используется как симпатомиметик (т.е. благодаря его гипертензивным и сосудосуживающим свойствам), преимущественно в виде инъекций для лечения неотложных состояний, таких как шок, и редко перорально для лечения бронхиальных проблем, связанных с астмой и сенной лихорадкой. Существует разница между исследованиями, касающимися синефрина как единого химического соединения (синефрин может существовать в форме одного из двух стереоизомеров, d- и l-синефрина, которые химически и фармакологически различны), и синефрина, смешанного с другими лекарственными средствами и/или ботаническими экстрактами в "добавке", а также синефрина, который присутствует только как один химический компонент в естественной смеси фитохимических веществ, таких как кожура или плоды горького апельсина. Не следует предполагать, что смеси, содержащие синефрин только в качестве одного из своих химических компонентов (независимо от того, являются ли они синтетического или природного происхождения), оказывают точно такое же биологическое действие, как и синефрин в отдельности. По внешнему виду синефрин представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество и растворим в воде. Его молекулярная структура основана на фенетиламиновом скелете и связана со структурами многих других лекарственных средств и основных нейротрансмиттеров эпинефрина и норадреналина.

Synephrine, or, more specifically, p synephrine, is an alkaloid, occurring naturally in some plants and animals, and also in approved drugs products as its m substituted analog known as neo synephrine. p Synephrine (or formerly Sympatol and oxedrine [BAN]) and m synephrine are known for their longer acting adrenergic effects compared to epinephrine and norepinephrine. This substance is present at very low concentrations in common foodstuffs such as orange juice and other orange (Citrus species) products, both of the "sweet" and "bitter" variety. The preparations used in traditional Chinese medicine (TCM), also known as Zhi Shi (枳实), are the immature and dried whole oranges from Citrus aurantium (Fructus Aurantii Immaturus). Extracts of the same material or purified synephrine are also marketed in the US, sometimes in combination with caffeine, as a weight loss promoting dietary supplement for oral consumption. While the traditional preparations have been in use for millennia as a component of TCM formulas, synephrine itself is not an approved over the counter drug. As a pharmaceutical, m synephrine (phenylephrine) is still used as a sympathomimetic (i. e. for its hypertensive and vasoconstrictor properties), mostly by injection for the treatment of emergencies such as shock, and rarely orally for the treatment of bronchial problems associated with asthma and hay fever. There is a difference between studies concerning synephrine as a single chemical entity (synephrine can exist in the form of either of two stereoisomers, d and l synephrine, which are chemically and pharmacologically distinct), and synephrine which is mixed with other drugs and/or botanical extracts in a "supplement", as well as synephrine which is present as only one chemical component in a naturally occurring mixture of phytochemicals such as the rind or fruit of a bitter orange. Mixtures containing synephrine as only one of their chemical components (regardless of whether these are of synthetic or natural origin) should not be assumed to produce exactly the same biological effects as synephrine alone. In physical appearance, synephrine is a colorless, crystalline solid and is water soluble. Its molecular structure is based on a phenethylamine skeleton and is related to those of many other drugs and to the major neurotransmitters epinephrine and norepinephrine.

Природные явления

Синефрин, хотя и был известен как синтетическое органическое соединение, впервые был выделен как природное вещество из листьев различных цитрусовых деревьев, а его наличие было отмечено в различных цитрусовых соках Стюартом и коллегами в начале 1960-х годов. Обзор распространения синефрина среди высших растений был опубликован в 1970 году Уитоном и Стюартом. Впоследствии его обнаружили в видах Evodia и Zanthoxylum, относящихся ко всем растениям семейства Рутовые. Микроскопические количества (0,003%) синефрина также были обнаружены в сушеных листьях Pogostemon cablin (пачули, Яснотковые). Он также встречается в некоторых видах кактусов родов Coryphantha и Dolichothele. Однако это соединение в основном содержится в ряде видов цитрусовых, включая сорта апельсинов "горького" типа.

В цитрусовых

Экстракты незрелых плодов азиатских сортов Citrus aurantium (обычно известных как "горький" апельсин), собранные в Китае, содержали уровни синефрина около 0,1–0,3%, или ~1–3 мг/г. Анализ сухих плодов C. aurantium, выращенных в Италии, показал концентрацию синефрина ~1 мг/г, при этом кожура содержала более чем в три раза больше синефрина, чем мякоть. Сладкие апельсины сортов Tarocco, Naveline и Navel, купленные на итальянском рынке, содержали ~13–34 мкг/г (соответствующие 13–34 мг/кг) синефрина (при примерно одинаковой концентрации в соке и отделенной мякоти); на основе этих результатов было вычислено, что употребление одного "среднего" апельсина Tarocco приведет к потреблению ~6 мг синефрина. Анализ 32 различных апельсиновых "джемов", происходящих в основном из США и Великобритании, но включающих образцы из Франции, Италии, Испании или Ливана, показал уровни синефрина в диапазоне от 0,05 мг/г–0,0009 мг/г в джемах из горьких апельсинов и уровни 0,05 мг/г–0,006 мг/г синефрина в джемах из сладких апельсинов. Синефрин был обнаружен в мармеладе, приготовленном из Citrus unshiu (мандарин Satsuma), полученных в Японии, в концентрации ~0,12 мг/г (или около 2,4 мг/20 г порции). Большинство апельсиновых мармеладов, изготовленных в США, производятся с использованием "сладких" апельсинов (C. sinensis), в то время как "горькие" или севильские апельсины (C. aurantium) используются для приготовления более традиционных, горьких мармеладов в Соединенном Королевстве. В пробе коммерческого сока японского C. unshiu было обнаружено ~0,36 мг/г синефрина (или примерно 360 мг/л).

Соки из "сладких" апельсинов, приобретенных на бразильских рынках, содержали ~10–22 мг/л синефрина; коммерческие апельсиновые газированные напитки, полученные на бразильском рынке, имели среднее содержание синефрина ~1 мг/л. Коммерческие итальянские апельсиновые соки содержали ~13–32 мг/л синефрина.

В научной литературе можно найти многочисленные дополнительные сопоставимые анализы содержания синефрина в цитрусовых и продуктах, полученных из них.

У человека и других животных

Низкие уровни синефрина были обнаружены в нормальной моче человека, а также в тканях других млекопитающих. Чтобы снизить вероятность того, что обнаруженный в моче синефрин имел пищевое происхождение, испытуемые, участвовавшие в исследовании Ибрагима и его коллег, воздерживались от употребления любых цитрусовых продуктов в течение 48 часов перед сбором образцов мочи. Ранее эта же исследовательская группа сообщала о нормальном уровне синефрина в плазме крови человека, составляющем 0,90–13,69 нг/мл.

Стереоизомеры

Поскольку синефрин существует в виде одного из двух энантиомеров (см. раздел «Химия» ниже для дальнейшего обсуждения), которые оказывают различные биологические эффекты (см. раздел «Фармакология» ниже), некоторые исследователи изучали стереоизомерный состав синефрина, выделенного из природных источников. Хотя представляется очевидным, что синефрин в изученных видах цитрусовых содержится преимущественно в виде l-изомера, низкие уровни d-синефрина были обнаружены в соке и мармеладе из C. unshiu. Однако, независимо от ситуации с видами цитрусовых, Ranieri и McLaughlin сообщили об изоляции рацемического синефрина (т.е. смеси равных количеств d- и l-стереоизомеров) из кактуса рода Dolichothele в условиях, которые вряд ли могли бы привести к значительной рацемизации.

Биосинтез

Считается, что биосинтез синефрина в видах рода Citrus протекает по следующей схеме: тирозин → тирамин → N-метилтирамин → синефрин, с участием тирозиндекарбоксилазы на первом этапе, тирамин N-метилтрансферазы на втором и N-метилтирамин β-гидроксилазы на третьем. Этот путь отличается от пути, который, как считается, происходит у животных, с участием октопамина: тирамин → октопамин → синефрин, где превращение тирамина в октопамин опосредовано дофаминовой β-гидроксилазой, а превращение октопамина в синефрин – фенилэтаноламин-N-метилтрансферазой. Диапазон концентраций, обнаруженный Сантаной и соавторами в пяти различных добавках, приобретенных в США, составлял приблизительно 5–14 мг/г. К 1930 году «Симпатол» упоминался как продукт Boehringer, а один из первых патентов США, описывающий его приготовление и применение, был выдан компании Frederick Stearns & Co. в 1933 году. Несмотря на дату патента, клинические и фармакологические исследования синефрина, полученного от Frederick Stearns & Co., проводились в США уже к 1930 году. Хартунг, в своей публикации 1931 года, сообщил, что в 1930 году Совет по фармации и химии Американской медицинской ассоциации принял решение включить синефрин в свой список «Новых и неофициальных лекарственных средств» в качестве средства для лечения, при пероральном или парентеральном введении, «приступов сенной лихорадки, астмы, кашля, спазмов при астме и коклюша». Однако в 1934 году синефрин был исключен из списка Совета, а повторная реклама препарата компанией Stearns через десять лет вызвала резкую критику со стороны редакторов журнала Американской медицинской ассоциации. В третьем издании (1965) «Фармакологии в медицине» Дрилла с оговорками указывалось, что синефрин «рекламируется как антигистаминный препарат для лечения обычной простуды» под торговым названием «Синефрин тартрат», и рекомендованная доза составляла 100 мг для внутримышечного или подкожного введения. Учебник «Органическая лекарственная и фармацевтическая химия», опубликованный в 1966 году, описывал синефрин (в форме рацемического тартрата) как симпатомиметическое средство, которое было «менее эффективно, чем эпинефрин», и которое использовалось для лечения хронической гипотонии, коллапса, вызванного шоком, и других состояний, приводящих к гипотонии. В более позднем (1972) учебнике синефрин описывался как лекарственный препарат, продаваемый в Европе, который применялся при шоковых состояниях, таких как хирургический или бактериемический шок, и шок, связанный со спинальной анестезией. Рекомендуемая доза составляла 25–50 мг при внутривенном, внутримышечном или подкожном введении. Синефрин не упоминается в изданиях «Фармакологии в медицине» Дрилла, более поздних третьего, а также отсутствует в Справочнике врачей 2012 года и в текущей «Оранжевой книге» FDA. Один из современных справочных источников описывает синефрин как сосудосуживающее средство, которое назначалось пациентам с гипотонией перорально или инъекционно в дозах 20–100 мг. Один веб-сайт медицинской медиакомпании, доступный в феврале 2013 года, указывает на применение окседрина при гипотензивных состояниях в пероральных дозах 100–150 мг три раза в день, а также в качестве «деконгестанта конъюнктивы» для местного применения в виде 0,5% раствора. Однако подтверждающие ссылки не приводятся.

The biosynthesis of synephrine in Citrus species is believed to follow the pathway: tyrosine → tyramine → N methyltyramine → synephrine, involving the enzymes tyrosine decarboxylase in the first step, tyramine N methyltransferase in the second, and N methyl tyramine β hydroxylase in the third. This pathway differs from that thought to occur in animals, involving octopamine: tyramine → octopamine → synephrine, where the conversion of tyramine to octopamine is mediated by dopamine β hydroxylase, and the conversion of octopamine to synephrine by phenylethanolamine N methyltransferase. The concentration range found by Santana and co workers in five different supplements purchased in the US was about 5–14 mg/g. By 1930, Sympatol was referred to as a Boehringer product, while one of the first US Patents describing its preparation and use was assigned to Frederick Stearns & Co. in 1933. Despite the date of this patent, clinical and pharmacological research on synephrine obtained from Frederick Stearns & Co was being carried out in the US by 1930. Writing in 1931, Hartung reported that in 1930 the Council on Pharmacy and Chemistry of the American Medical Association had accepted synephrine for inclusion in its list of “New and Non Official Remedies” as an agent for the treatment, by either oral or parenteral administration, "of attacks of hay fever, asthma, coughing, spasms of asthma and pertussis (whooping cough)." However, synephrine was dropped from the council's list in 1934, and its apparent re advertising as a new drug by the Stearns company ten years later elicited a scathing comment from the Editors of the Journal of the American Medical Association. The third edition (1965) of Drill's Pharmacology in Medicine stated, with reservations, that synephrine was "advertised as an antihistaminic to be used in the treatment of the common cold ", under the trade name of "Synephrin Tartrate", and indicated that the dose was 100 mg, given intramuscularly, or subcutaneously. Published in 1966, the Textbook of Organic Medicinal and Pharmaceutical Chemistry described synephrine (in the form of its racemic tartrate) as a sympathomimetic agent that was "less effective than epinephrine", and which had been used for the treatment of chronic hypotension, collapse due to shock, and other conditions leading to hypotension. In a later (1972) textbook, synephrine was described as a drug, sold in Europe, that was administered in situations involving shock, such as surgical or bacteremic shock, and spinal anesthesia related shock. The recommended dose was given here as 25–50 mg, by intravenous, intramuscular or subcutaneous administration. There is no mention of synephrine in editions of Drill's Pharmacology in Medicine later than the 3rd, nor is there any reference to synephrine in the 2012 Physicians' Desk Reference, nor in the current FDA "Orange Book". One current reference source describes synephrine as a vasoconstrictor that has been given to hypotensive patients, orally or by injection, in doses of 20–100 mg.

One website from a healthcare media company, accessed in February, 2013, refers to oxedrine as being indicated for hypotensive states, in oral doses of 100–150 mg tid, and as a "conjunctival decongestant" to be topically applied as a 0.5% solution. However, no supporting references are provided.

Имена

Была некоторая путаница в отношении биологических эффектов синефрина из-за сходства этого названия без префикса с названиями m-синефрина, метасинефрина и неосинефрина, все из которых относятся к близкому по структуре препарату и природному амину, более известному как фенилэфрин. Хотя между синефрином и фенилэфрином существуют химические и фармакологические сходства, они, тем не менее, являются различными веществами. Путаница усугубляется тем, что синефрин продавался как лекарственное средство под множеством различных названий, включая Симпатол, Симпатол, Синтенат и окседрин, в то время как фенилэфрин также называли m-Симпатолом. Синефрин, о котором идет речь в этой статье, иногда называют p-синефрином, чтобы отличить его от позиционных изомеров m-синефрина и o-синефрина. Полный список альтернативных названий синефрина можно найти в ChemSpider (см. Chembox справа). Неразбериха в отношении различий между p- и m-синефрином даже проникла в первичную научную литературу. Даже название "p-синефрин" не является однозначным, поскольку оно не указывает стереохимию. Единственные полностью однозначные названия синефрина: (R) (−) 4-[1-гидрокси-2-(метиламино)этил]фенол (для l-энантиомера); (S) (+) 4-[1-гидрокси-2-(метиламино)этил]фенол (для d-энантиомера); и (R,S) 4-[1-гидрокси-2-(метиламино)этил]фенол (для рацемата, или d,l-синефрина) (см. раздел «Химия»).

Свойства

С точки зрения молекулярной структуры, синефрин имеет фенетиламиновый скелет, с фенольной гидроксигруппой, спиртовой гидроксигруппой и N-метилированной аминогруппой. В качестве альтернативы, синефрин можно описать как фенилетаноламин с N-метильным и p-гидроксильным заместителем. Аминогруппа придает молекуле основные свойства, в то время как фенольная группа –OH является слабокислотной: видимые (см. оригинальную статью для обсуждения) значения pKa для протонированного синефрина составляют 9,55 (фенольный H) и 9,79 (аммоний H). Распространенными солями рацемического синефрина являются его гидрохлорид, C9H13NO2·HCl, т. пл. 150–152°, оксалат (C9H13NO2)2·C2H2O4, т. пл. 221–222 °C.

Наличие гидроксигруппы у бензильного атома углерода в молекуле синефрина создает хиральный центр, поэтому соединение существует в виде двух энантиомеров, d- и l-синефрина, или в виде рацемической смеси, d,l-синефрина. Декстроротаторный d-изомер соответствует (S)-конфигурации, а леворотаторный l-изомер – (R)-конфигурации. Рацемический синефрин был разделен с использованием аммонийного 3-бромкамфор-8-сульфоната. Эти химики оптимизировали путь, начинающийся с O-бензоилирования p-гидроксифенацилхлорида, за которым следовала реакция полученного O-защищенного хлорида с N-метилбензиламином с образованием аминокетона. Затем этот промежуточный продукт гидролизовали HCl/спиртом до p-гидроксиаминокетона, а затем продукт каталитически восстановили до (рацемического) синефрина. Более поздний синтез, разработанный Бергманом и Сулзбахером, начинался с O-бензилирования p-гидроксибензальдегида, за которым следовала реакция Реформатского защищенного альдегида с этилбромацетатом/Zn с образованием ожидаемого β-гидроксиэстера. Этот промежуточный продукт превращали в соответствующий ацилгидразид с помощью гидразина, затем ацилгидразид реагировал с HNO2, в конечном итоге образуя п-бензилоксифенилоксазолидон. Затем его N-метилировали диметилсульфатом, гидролизовали и O-дебензилировали нагреванием с HCl, чтобы получить рацемический синефрин.

Структурные отношения

В литературе (как в популярной, так и в профессиональной) часто упоминается структурное сходство синефрина с эфедрином или фенилэфрином, зачастую с подразумеваемым следствием, что сходство в структуре должно приводить к сходству в фармакологических свойствах. Однако, с химической точки зрения, синефрин также связан с большим количеством других препаратов, чьи структуры основаны на фенетиламиновом скелете, и хотя некоторые свойства общи, другие различаются, что делает необоснованными неквалифицированные сравнения и обобщения. Так, замена N-метильной группы в синефрине атомом водорода дает октопамин; замена β-гидроксильной группы в синефрине атомом водорода дает N-метилтирамин; замена фенольной 4-OH группы синефрина атомом водорода дает галостахин. Если фенольная 4-OH группа синефрина перемещается в мета- или 3-е положение на бензольном кольце, образуется соединение, известное как фенилэфрин (или м-синефрин, или "неосинефрин"); если та же группа перемещается в орто- или 2-е положение на кольце, образуется о-синефрин. Добавление еще одной фенольной –OH группы в 3-е положение бензольного кольца приводит к образованию нейромедиатора эпинефрина; добавление метильной группы в α-положение в боковой цепи синефрина дает оксилофрин (метилсинефрин). Для этого вещества возможны четыре стереоизомера (две пары энантиомеров). Увеличение N-метильного заместителя синефрина на одну метиленовую единицу до N-этила дает экспериментальный гипотензивный препарат "Стерлинг #573" / "Этил Симпатол". Все вышеуказанные структурные взаимосвязи включают изменение в одной позиции молекулы синефрина, и существует множество других подобных изменений, многие из которых были изучены. Однако структура эфедрина отличается от структуры синефрина в двух различных положениях: эфедрин не имеет заместителя в фенильном кольце, где синефрин имеет 4-OH группу, и эфедрин имеет метильную группу в α-положении к N в боковой цепи, в то время как в синефрине находится только атом водорода. Кроме того, "синефрин" существует в виде одного из двух энантиомеров, а "эфедрин" – в виде одного из четырех различных энантиомеров; существуют также рацемические смеси этих энантиомеров. Основное различие между изомерами синефрина и, например, эфедринами заключается в гидроксильных замещениях на бензольном кольце. Синефрины являются прямыми симпатомиметиками, в то время как эфедрины – как прямыми, так и косвенными симпатомиметиками. Одной из основных причин этих различных эффектов является очевидно повышенная полярность гидроксизамещенных фенилэтиламинов, что снижает их способность проникать через гематоэнцефалический барьер, как это продемонстрировано на примерах тирамина и аналогов амфетамина.

Much reference has been made in the literature (both lay and professional) of the structural kinship of synephrine with ephedrine, or with phenylephrine, often with the implication that the perceived similarities in structure should result in similarities in pharmacological properties. However, from a chemical perspective, synephrine is also related to a very large number of other drugs whose structures are based on the phenethylamine skeleton, and although some properties are common, others are not, making unqualified comparisons and generalizations inappropriate. Thus, replacement of the N methyl group in synephrine with a hydrogen atom gives octopamine; replacement of the β hydroxy group in synephrine by a H atom gives N methyltyramine; replacement of the synephrine phenolic 4 OH group by a –H gives halostachine. If the synephrine phenolic 4 OH group is shifted to the meta , or 3 position on the benzene ring, the compound known as phenylephrine (or m synephrine, or "Neo synephrine") results; if the same group is shifted to the ortho , or 2 position on the ring, o synephrine results. Addition of another phenolic –OH group to the 3 position of the benzene ring produces the neurotransmitter epinephrine; addition of a methyl group to the α position in the side chain of synephrine gives oxilofrine (methylsynephrine). Four stereoisomers (two pairs of enantiomers) are possible for this substance. Extension of the synephrine N methyl substituent by one methylene unit to an N ethyl gives the hypotensive experimental drug "Sterling #573"/"Aethyl Sympatol". The above structural relationships all involve a change at one position in the synephrine molecule, and numerous other similar changes, many of which have been explored, are possible. However, the structure of ephedrine differs from that of synephrine at two different positions: ephedrine has no substituent on the phenyl ring where synephrine has a 4 OH group, and ephedrine has a methyl group on the position α to the N in the side chain, where syneprine has only a H atom. Furthermore, "synephrine" exists as either of two enantiomers, while "ephedrine" exists as one of four different enantiomers; there are, in addition, racemic mixtures of these enantiomers. The main differences of the synephrine isomers compared for example to the ephedrines are the hydroxy substitutions on the benzene ring. Synephrines are direct sympathomimetic drugs while the ephedrines are both direct and indirect sympathomimetics. One of the main reasons for these differential effects is the obviously increased polarity of the hydroxy substituted phenyl ethyl amines which renders them less able to penetrate the blood brain barrier as illustrated in the examples for tyramine and the amphetamine analogs.

Синопсис

Классические фармакологические исследования на животных и изолированных тканях животных показали, что основные эффекты синефрина, вводимого парентерально, включают повышение артериального давления, расширение зрачка и сужение периферических кровеносных сосудов. В настоящее время имеется достаточно данных (какие данные?) о том, что синефрин оказывает большинство своих биологических эффектов, действуя как агонист (то есть стимулируя) адренергические рецепторы, с выраженным предпочтением к α1 по сравнению с α2 подтипом. Однако, потенция синефрина в отношении этих рецепторов относительно низка (то есть для их активации требуются относительно высокие концентрации препарата). Потенция синефрина в отношении адренергических рецепторов β-класса (независимо от подтипа) значительно ниже, чем в отношении α-рецепторов. Имеются некоторые данные о том, что синефрин также обладает слабой активностью в отношении 5-HT рецепторов и взаимодействует с TAAR1 (trace amine-associated receptor 1). Как и в случае с подавляющим большинством простых фенилэтаноламинов (β-гидроксифенилэтиламинов), (R)-(-), или l-энантиомер синефрина более активен, чем (S)-(+), или d-энантиомер в большинстве, но не во всех изученных препаратах. Тем не менее, большинство исследований проводилось с рацемической смесью обоих энантиомеров. Поскольку детали, касающиеся таких переменных, как вид испытуемых, источник рецепторов, путь введения, концентрация препарата и стереохимический состав, имеют важное значение, но часто неполны в других обзорах и аннотациях научных публикаций, многие из них представлены в более подробном обзоре ниже, чтобы максимально обосновать общие утверждения, сделанные в данном обзоре.

Фармакологические исследования

Фармакологические исследования синефрина восходят к концу 1920-х годов, когда было замечено, что инъекционный синефрин повышает кровяное давление, сужает периферические кровеносные сосуды, расширяет зрачки, стимулирует матку и расслабляет кишечник у экспериментальных животных. Представитель этой ранней работы – статья Тейнтера и Сейденфельда, которые первыми исследователи систематически сравнивали различные эффекты двух энантиомеров синефрина, d- и l-синефрина, а также рацемата, d,l-синефрина, в различных тестах на животных. Используя кошек и собак, Тейнтер и Сейденфельд отметили, что ни d-, ни l-синефрин не вызывали каких-либо изменений в тонусе нормальных бронхов in situ, даже при «максимальных» дозах. Кроме того, выраженное сужение бронхов, вызванное инъекциями гистамина, не было обращено ни l-синефрином, ни d,l-синефрином. Доказательства того, что синефрин может оказывать некоторое центральное действие, получены из исследований Сонга и его коллег, которые изучали эффекты синефрина в мышиных моделях антидепрессантной активности. Эти исследователи отметили, что пероральные дозы 0,3–10 мг/кг рацемического синефрина эффективно сокращали продолжительность неподвижности в тестах, но не вызывали изменений в спонтанной двигательной активности в отдельных тестах. Эту характерную неподвижность можно было нейтрализовать предварительным введением празозина. Последующие эксперименты с использованием отдельных энантиомеров синефрина показали, что хотя d-изомер значительно уменьшал продолжительность неподвижности в тесте на хвостовую суспензию при пероральной дозе 3 мг/кг, l-изомер не оказывал никакого эффекта при той же дозе. У мышей, предварительно обработанных резерпином, пероральная доза 0,3 мг/кг d-синефрина значительно обратила вспять гипотермию, в то время как для эффективности l-синефрина требовалась доза 1 мг/кг. Эксперименты с кусочками коры головного мозга, взятыми из мозга крысы, показали, что d-синефрин ингибировал поглощение [3H]норэпинефрина с IC50 = 5,8 мкМ; l-синефрин был менее эффективным (IC50 = 13,5 мкМ). d-Синефрин также конкурентно ингибировал связывание низоксетина с корой головного мозга крысы с Ki = 4,5 мкМ; l-синефрин был менее эффективным (Ki = 8,2 мкМ). Однако в экспериментах по высвобождению [3H]норэпинефрина из корковых срезов мозга крысы l-изомер синефрина был более мощным стимулятором высвобождения (EC50 = 8,2 мкМ), чем d-изомер (EC50 = 12,3 мкМ). Это усиленное высвобождение l-синефрином было блокировано низоксетином. Бурген и Иверсен, исследуя влияние широкого спектра препаратов на основе фенетиламина на поглощение [14C]норэпинефрина в изолированном сердце крысы, отметили, что рацемический синефрин был относительно слабым ингибитором поглощения (IC50 = 0,12 мкМ). Другое исследование, ориентированное на рецепторы, проведенное Викбергом, показало, что синефрин (стереохимия не уточнена) был более мощным агонистом α1-рецепторов аорты морских свиней (pD2 = 4,81), чем α2-рецепторов илеума (pD2 = 4,48), с относительным соотношением аффинности α2/α1 = 0,10. Хотя это явно указывает на селективность синефрина к α1-рецепторам, его эффективность в этом подклассе рецепторов все еще относительно низка по сравнению с фенилэфрином (pD2 при α1 = 6,32). Браун и его коллеги изучили влияние отдельных энантиомеров синефрина на α1-рецепторы в аорте крыс и на α2-рецепторы в сафенозной вене кролика. В препарате аорты l-синефрин давал pD2 = 5,38 (эффективность по отношению к норэпинефрину = 1/1000), в то время как d-синефрин имел pD2 = 3,50 (эффективность по отношению к норэпинефрину = 1/50000); для сравнения, l-фенилэфрин имел pD2 = 7,50 (эффективность по отношению к норэпинефрину ≈ 1/6). В сафенозном анализе на кроликах pD2 l-синефрина составил 4,36 (эффективность по отношению к норэпинефрину ≈ 1/1700), а d-синефрина < 3,00; для сравнения, l-фенилэфрин имел pD2 = 5,45 (эффективность по отношению к норэпинефрину ≈ 1/140). Антагонизм норадреналина не был вызван концентрациями l-синефрина до 10−5 М. Исследование эффектов синефрина (стереохимия не уточнена) на полосках аорты морских свиней и на стимулированном в полевом режиме илеуме морских свиней показало, что синефрин обладает агонистической потенцией −logKa = 3,75 в аортальном анализе. Для сравнения, эпинефрин имел потенцию −logKa = 5,70. Не было обнаружено значительного воздействия на илеум при концентрациях синефрина до 2 × 10−4 М, что указывает на селективность к α1-рецептору, но относительно низкую потенцию. В экспериментах с центральными адренергическими рецепторами, используя препарат из коры головного мозга крысы, l-синефрин имел pIC50 = 3,35, а d-синефрин – pIC50 = 2,42 в конкуренции с [3H]празозином (стандартный α1-лиганд); против [3H]йохимбина (стандартный α2-лиганд) l-синефрин показал pIC50 = 5,01, а d-синефрин – pIC50 = 4,17. В исследованиях на предсердиях и трахеях морских свиней Джордан и его коллеги также обнаружили, что синефрин обладает пренебрежимо малой активностью в отношении β1- и β2-рецепторов, будучи примерно в 40000 раз менее эффективным, чем норэпинефрин. Эксперименты с культивируемыми клетками белой жировой ткани от нескольких видов животных, включая человека, проведенные Карпене и его коллегами, показали, что рацемический синефрин оказывает липолитическое действие, но только при высоких концентрациях (0,1–1 мМ). Эффективность, выраженная в терминах pD2 синефрина у этих видов, была следующей: крыса: 4,38; хомяк: 5,32; морская свинка: 4,31; человек: 4,94. Для сравнения, изопреналин имел pD2 = 8,29, а норэпинефрин – pD2 = 6,80 в клетках белой жировой ткани человека. Липолитическое действие 1 мМ синефрина на клетки белой жировой ткани крысы было антагонизировано различными β-антагонистами со следующими ингибирующими концентрациями (IC50): бупранолол: 0,11 мкМ; CGP 20,712A (β1-антагонист): 6,09 мкМ; ICI 118,551 (β2-антагонист): 3,58 мкМ; SR 5923A (β3-антагонист): 17 мкМ. Связывание рацемического синефрина с клонированными человеческими адренергическими рецепторами было изучено: Ма и его коллеги обнаружили, что синефрин связывается с α1A, α2A и α2C с низкой аффинностью (pKi = 4,11 для α1A; 4,44 для α2A; 4,61 для α2C). Синефрин проявлял себя как частичный агонист в α1A-рецепторах, но как антагонист в α2A- и α2C-подтипах. Показано, что рацемический синефрин является агонистом TAAR1, хотя его эффективность в отношении человеческого TAAR1 относительно низка (EC50 = 23700 нМ; Emax = 81,2%).

Pharmacological studies on synephrine date back to the late 1920s, when it was observed that injected synephrine raised blood pressure, constricted peripheral blood vessels, dilated pupils, stimulated the uterus, and relaxed the intestines in experimental animals. Representative of this early work is the paper by Tainter and Seidenfeld, who were the first researchers to systematically compare the different effects of the two synephrine enantiomers, d and l synephrine, as well as of the racemate, d,l synephrine, in various animal assays. Using cats and dogs, Tainter and Seidenfeld observed that neither d nor l synephrine caused any changes in the tone of normal bronchi, in situ, even at "maximum" doses. Furthermore, the marked brocho constriction produced by injections of histamine was not reversed by either l synephrine or d,l synephrine. Evidence that synephrine might have some central effects comes from the research of Song and co workers, who studied the effects of synephrine in mouse models of anti depressant activity. These researchers observed that oral doses of 0.3 – 10 mg/kg of racemic synephrine were effective in shortening the duration of immobility produced in the assays, but did not cause any changes in spontaneous motor activity in separate tests. This characteristic immobility could be counteracted by the pre administration of prazosin. Subsequent experiments using the individual enanatiomers of synephrine revealed that although the d isomer significantly reduced the duration of immobility in the tail suspension test, at an oral dose of 3 mg/kg, the l isomer had no effect at the same dose. In mice pre treated with reserpine, an oral dose of 0.3 mg/kg d synephrine significantly reversed the hypothermia, while l synephrine required a dose of 1 mg/kg to be effective. Experiments with slices of cerebral cortex taken from rat brain showed that d synephrine inhibited the uptake of [3H] norepinephrine with an IC50 = 5.8 μM; l synephrine was less potent (IC50 = 13.5 μM). d Synephrine also competitively inhibited the binding of nisoxetine to rat brain cortical slices, with a Ki = 4.5 μM; l synephrine was less potent (Ki = 8.2 μM). In experiments on the release of [3H] norepinephrine from rat brain cortical slices, however, the l isomer of synephrine was a more potent enhancer of the release (EC50 = 8.2 μM) than the d isomer (EC50 = 12.3 μM). This enhanced release by l synephrine was blocked by nisoxetine. Burgen and Iversen, examining the effect of a broad range of phenethylamine based drugs on [14C] norepinephrine uptake in the isolated rat heart, observed that racemic synephrine was a relatively weak inhibitor (IC50 = 0.12 μM) of the uptake. Another receptor oriented study by Wikberg revealed that synephrine (stereochemistry unspecified) was a more potent agonist at guinea pig aorta α1 receptors (pD2 = 4.81) than at ileum α2 receptors (pD2 = 4.48), with a relative affinity ratio of α2/α1 = 0.10. Although clearly indicating a selectivity of synephrine for α1 receptors, its potency at this receptor sub class is still relatively low, in comparison with that of phenylephrine (pD2 at α1 = 6.32). Brown and co workers examined the effects of the individual enantiomers of synephrine on α1 receptors in rat aorta, and on α2 receptors in rabbit saphenous vein. In the aorta preparation, l synephrine gave a pD2 = 5.38 (potency relative to norepinephrine = 1/1000), while d synephrine had a pD2 = 3.50 (potency relative to norepinephrine = 1/50000); in comparison, l phenylephrine had pD2 = 7.50 (potency relative to norepinephrine ≃ 1/6). No antagonism of norepinephrine was produced by concentrations of l synephrine up to 10−6 M. In the rabbit saphenous assay, the pD2 of l synephrine was 4.36 (potency relative to norepinephrine ≃ 1/1700), and that of d synephrine was < 3.00; in comparison, l phenylephrine had pD2 = 5.45 (potency relative to norepinephrine ≃ 1/140). No antagonism of norepinephrine was produced by concentrations of l synephrine up to 10−5 M.

A study of the effects of synephrine (stereochemistry unspecified) on strips of guinea pig aorta and on the field stimulated guinea pig ileum showed that synephrine had an agonist potency of −logKa = 3.75 in the aorta assay. In comparison, epinephrine had a potency of −logKa = 5.70. There was no significant effect on the ileum at synephrine concentrations up to about 2 × 10−4 M, indicating selectivity for the α1 receptor, but relatively low potency. In binding experiments with central adrenergic receptors, using a preparation from rat cerebral cortex, l synephrine had pIC50 = 3.35, and d synephrine had pIC50 = 2.42 in competition against [3H] prazosin (standard α1 ligand); against [3H] yohimbine (standard α2 ligand), l synephrine showed a pIC50 = 5.01, and d synephrine showed a pIC50 = 4.17. In studies on guinea pig atria and trachea, Jordan and co workers also found that synephrine had negligible activity on β1 and β2 receptors, being about 40000x less potent than norepinephrine. Experiments with cultured white fat cells from several animal species, including human, by Carpéné and co workers showed that racemic synephrine produced lipolytic effects, but only at high concentrations (0.1 1 mM). The potency, expressed in terms of pD2 of synephrine in these species was as follows: rat: 4.38; hamster: 5.32; guinea pig: 4.31; human: 4.94. In comparison, isoprenaline had a pD2 = 8.29 and norepinephrine had pD2 = 6.80 in human white fat cells. The lipolytic effect of 1 mM/L of synephrine on rat white fat cells was antagonized by various β antagonists with the following inhibitory concentrations (IC50): bupranolol: 0.11 μM; CGP 20,712A (β1 antagonist): 6.09 μM; ICI 118,551 (β2 antagonist): 3.58 μM; SR 5923A (β3 antagonist): 17 μM. The binding of racemic synephrine to cloned human adrenergic receptors has been examined: Ma and co workers found that synephrine bound to α1A, α2A and α2C with low affinity (pKi = 4.11 for α1A; 4.44 for α2A; 4.61 for α2C). Synephrine behaved as a partial agonist at α1A receptors, but as an antagonist at α2A and α2C sub types. Racemic synephrine has been shown to be an agonist of the TAAR1, although its potency at the human TAAR1 is relatively low (EC50 = 23700 nM; Emax = 81.2%).

Фармакокинетика

Фармакокинетику синефрина изучали Хенгстманн и Аулепп, которые сообщили о пиковой концентрации в плазме через 1–2 часа, с периодом полувыведения (T1/2) около 2 часов.

Метаболизм

Исследования метаболизма синефрина моноаминоксидазами, выделенными из митохондрий мозга крысы, показали, что синефрин является субстратом для деаминирования как MAO-A, так и MAO-B, с Km = 250 мкМ и Vmax = 32,6 нМ/мг белка в течение 30 минут; имеются некоторые данные, свидетельствующие о предпочтительном деаминировании MAO-A.

Эффекты на людях

После введения синефрина в качестве синтетического препарата около 1930 года было проведено несколько исследований его эффектов на людях, большинство из которых было сосредоточено на его сердечно-сосудистых свойствах. Статья Стоктона и его коллег является показательной, описывая эффекты рацемического синефрина у людей с особым вниманием к различиям, обусловленным различными путями введения. В частности, эти исследователи показали, что внутримышечные инъекции препарата (средняя эффективная доза = 200 мг) приводили к увеличению систолического артериального давления и частоты пульса, не оказывая влияния на диастолическое давление. Повышение артериального давления достигало максимума (~25 мм рт. ст.) через 5 минут после инъекции, а затем постепенно возвращалось к норме в течение 1 часа. Дозы препарата, превышающие 200 мг, вызывали побочные эффекты, такие как сердцебиение, головная боль, потливость и чувство беспокойства. При внутривенном введении доз 25–50 мг было достаточно для достижения среднего максимального повышения артериального давления на 29 мм рт. ст. в течение 2 минут и возвращения к исходному уровню в течение 30 минут. Дыхание в ходе этих экспериментов, как правило, не изменялось. Подкожное введение синефрина в дозах ≤ 200 мг не оказывало влияния на артериальное давление или частоту пульса. Пероральные дозы 500–1500 мг препарата не влияли на артериальное давление или дыхание, но частота пульса увеличивалась примерно на 12%, а самые высокие дозы вызывали тошноту и рвоту. Однако местное применение 1–3% растворов препарата на слизистую оболочку носа пациентам с синуситом приводило к полезному сужению сосудов без местного раздражения. Существует ряд исследований, ссылки на многие из которых можно найти в обзоре Стохса и его коллег, посвященном эффектам, вызываемым диетическими добавками и растительными лекарственными средствами, содержащими синефрин как один из множества различных химических компонентов. Эти исследования находятся за пределами scope данной статьи (см. также подраздел "Безопасность/Эффективность/Дискуссии").

Токсикология

Острая токсичность рацемического синефрина у различных животных, сообщаемая в терминах "максимально переносимой дозы" после подкожного введения, составила: мышь: 300 мг/кг; крыса: 400 мг/кг; морская свинка: 400 мг/кг. "Смертельные дозы" при подкожном введении составили: мышь: 400 мг/кг; крыса: 500 мг/кг; морская свинка: 500 мг/кг.

Безопасность/эффективность/споры

Существуют значительные разногласия относительно безопасности и/или эффективности препаратов, содержащих синефрин, которые часто путают с самим синефрином, а иногда и с m-синефрином. Более того, в данной литературе рассматриваются смеси, содержащие синефрин лишь в качестве одного из нескольких биологически активных компонентов, и даже в некоторых случаях без явного подтверждения его присутствия.

Беспозвоночные

У насекомых синефрин оказался очень мощным агонистом многих рецепторов октопамина в препаратах беспозвоночных и даже более мощным, чем октопамин, в нервно-мышечном препарате саранчи (Schistocerca americana gregaria). Синефрин (рацемический) также более эффективно, чем октопамин (рацемический), индуцирует свечение в световом органе светлячков (Photinus species). Синефрин демонстрирует сопоставимо высокую эффективность в стимуляции активности аденилатциклазы и в сокращении времени свертывания крови в гематоцитах лобстера (Homarus americanus). Было установлено, что рацемический синефрин повышает уровень цАМФ в брюшной эпидермисе кровососущего клопа Rhodnius prolixus. Рачинский сообщил, что синефрин обладает эквивалентной с октопамином активностью в стимуляции высвобождения ювенильного гормона (JH) в телах всех у медоносной пчелы (Apis mellifera), однако Вудринг и Хоффман обнаружили, что синефрин не влияет на синтез JH III в препаратах in vitro из сверчка Gryllus bimaculatus.