Зонтик - Umbellulone

Зонтик
Umbellulone.svg
Имена
Название ИЮПАК
4-Метил-1- (пропан-2-ил) бицикло [3.1.0] гекс-3-ен-2-он
Другие имена
Туйенон; Туйен-2-он; Зонтик
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
Характеристики
C10ЧАС14О
Молярная масса150.221 г · моль−1
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Зонтик это Головная боль -индуцирующий монотерпен кетон найдено в листьях дерева Зонтик калифорнийский, иногда называемое «деревом головной боли».[1][2]

Предполагается, что он вызывает головную боль, воздействуя на тройнично-сосудистая система через TRPA1.[1]

Модель зонтика, заполняющая пространство.

История

Umbellularia californica - это дерево, произрастающее в прибрежных лесах Калифорнии.

Мензис был первым, кто собирал масло в конце 18 века. В 1826 году это дерево было классифицировано Дугласом как лавр Laurus regia. Вероятно, он намеревался указать на красоту и великолепие дерева.[оригинальное исследование? ]

В 1833 году дерево получило еще одну классификацию Хукера и Арнотта - Tetranthera californica. Вскоре после этого настоящее название было дано Nuttal, Umbellularia californica. В 1875 году Хини получил бесцветную жидкость (ореодафенол) через фракционирование при пониженном давлении. Это масло калифорнийского лавра обладает резким запахом.

Стилман (1880) провел фракционирование при 215-216 ° C. Он обнаружил, что вдыхание его паров может вызвать болезненное ощущение холода и сильные головные боли. Раньше листья дерева использовались для лечения головной боли, боли в животе и даже зубной боли.

Пауэрс и Ли провели в 1904 году еще одно фракционирование масла дерева при 217–222 ° C. В результате были получены разные соединения: пинен, цинеол, эвгенол, метилэвгенол и кетон, называемый умбеллулоном. Умбеллулон - это химическое вещество, вызывающее головные боли, вызываемые деревом. Они дали умбеллулону следующую структурную формулу (рис. 1).

Рисунок 1: Структурная формула по Пауэрсу и Ли, 1904 г.
Рисунок 2: (A) Структурная формула согласно Тутину, 1908. (B) Структурная формула согласно Semmller, 1908.

В 1908 году структурная формула была адаптирована Тутиным (рис. 2А).

Позже в том же году это было исправлено Земмлером; он привел структурную формулу, которая принята сегодня (рис. 2Б).

Структура и реакционная способность

Умбеллулон - это монотерпен-кетон, который содержится в листьях Umbellularia californica. Формула умбеллулона - C10ЧАС14O, содержащий циклопропан и циклопентан звенеть. Известен только один изомер умбеллулона. Умбеллулон представляет собой липофильную жидкость (масло) при комнатной температуре. Температура кипения умбеллулона составляет 220 ° C, а давление пара - 0,159 мм / рт. Умбеллулон имеет высокое сродство к тиолам. Молекула реагирует с большинством тиолов, но не со всеми.[1] Реакция между тиолом цистеамин и умбеллулон показан на рисунке 3. Зарегистрированное в Европе лекарство под названием Cystagon® или Procysbi® содержит цистеамин, который может взаимодействовать с умбеллулоном.

Рисунок 3: Реакция между цистеамином и умбеллулоном.

Синтез

Возможный синтез умбеллулона определяется следующим процессом.[3] Диазометилизопропилкетон реагирует с метилметакрилатом с образованием 1-карбометокси-2-изобутирил-1-метилциклопропана. Эта реакция дает выход 35%. Затем его гидролизуют до смеси цис- и транс-2-изобутирил-1-метил-1-циклопропана. Транс-изомер выделяется и реагирует с кадмиевым метильным реактивом Гриньяра с образованием 1-ацетил-2-изобутирил-1-метилциклопропана. Он подвергается альдольной циклизации при обработке разбавленным основанием до умбеллулона.

Механизм действия

Рисунок 4. Агонисты канала TRPA1 могут активировать канал TRPA1 для высвобождения CGRP. CGRP свяжется со своим рецептором и инициирует расширение сосудов. Известно, что зонтик может взаимодействовать с двумя ионными каналами, TRPA1 и TRPM8. Умбеллулон имеет высокое сродство к TRPA1 и более низкое сродство к TRPM8.

TRPA1

Умбеллулон может вызывать сильные головные боли, активируя временный катионный канал потенциального рецептора, подсемейство A, член 1 (TRPA1) и влияя на тройнично-сосудистый система через пептид, связанный с геном кальцитонина (CGRP). При вдыхании умбеллулон диффундирует со слизистой оболочки носа в кровоток. Из-за высокой растворимости умбеллулона в липидах молекула быстро проходит через эпителиальные клетки и быстро всасывается в кровь. Оттуда умбеллулон может достигать околососудистых сенсорных нервных окончаний менингеальных сосудов. Стимуляция этих нервных волокон в конечном итоге приведет к высвобождению CGRP, ноцицептора, известного своей способностью вызывать приступы мигрени и кластерной головной боли.[1]

Активация TRPA1 умбеллулоном приводит к открытию этого ионного канала. Кальций попадет в клетку, и клеточная мембрана будет деполяризована. Деполяризация мембраны приведет к высвобождению CGRP1. Высвобожденный CGRP может связываться со своим CGRP-рецептором. Это вызовет зависящий от CGRP локальный расширение сосудов (Рис. 4) сосудов головного мозга. Расширение сосудов головного мозга увеличивает приток крови к внешним оболочкам головного мозга. Связывание CGRP с его рецептором также будет способствовать дегрануляции тучных клеток и инфильтрации нейтрофилами и другими иммунными клетками. Считается, что увеличение количества иммунных клеток и их воспалительная реакция являются основной причиной возникновения мигрени. Это все еще обсуждается, является ли вазодилатация церебральных сосудов причиной мигрени и головных болей. Тем не менее, сосудорасширяющий эффект и увеличение кровотока можно использовать как косвенный признак высвобождения CGRP и, следовательно, наличия мигрени и головных болей.

TRPM8

Канал транзиторного рецепторного потенциала, катион, подсемейство M, член 8 (TRPM8) - это ионный канал, который при активации способен вызывать сильное ощущение холода. Ментол является первичным лигандом TRPM8, но поскольку умбеллулон имеет некоторые структурные сходства с ментолом, умбеллулон также способен активировать TRPM8. Но это слабое взаимодействие.

Показания

Воздействие umbellularia может вызвать сильное ощущение холода в носовой полости. В сочетании с головной болью, повышением CGRP в плазме или раздражением глаз вероятность контакта человека с зонтиком увеличивается.

Токсичность

Масло Umbellularia californica содержит от 40% до 60% умбеллулона. Он обладает действием, аналогичным атропину, на нервы и мышечные волокна. Контакт с маслом или воздействие паров может вызвать:

  • Головная боль
  • Раздражение глаз
  • Раздражение носа
  • Раздражение слизистой оболочки
  • Потеря концентрации
  • Снижение артериального давления
  • Затрудненное дыхание

Умбеллулон вызывает быстрое производство метгемоглобин. Метгемоглобин - это глобин в крови, который в основном состоит из трехвалентного железа (Fe3+) гемоглобин, вместо обычного железа (Fe2+) гемоглобин. Метгемоглобин имеет пониженную способность связывать кислород, но в сочетании с 3 другими ионами двухвалентного железа на единице гемоглобина также снижается выделение кислорода. Красные кровяные тельца будут в меньшей степени способны питать органы кислородом, поэтому вероятность гипоксии увеличивается. Летальность метгемоглобина возможна при концентрациях выше 50% вещества в красных кровяных тельцах.

Umbellularia californica не следует путать с обычным лавровым листом (Laurus nobilis), который лишен этих токсических эффектов.

Другие приложения

В 2013 году стало известно о новом потенциальном применении Umbellularia californica. Эфирное масло использовалось из-за его противомоскитного и ларвицидного действия. Это побуждает к дальнейшим исследованиям этого масла. Не только как естественный репеллент для других членистоногих, но также имеет медицинское и ветеринарное значение. Это может привести к новому молекулярному подходу к этнофармакологический исследование эфирных масел для борьбы с вредителями.[нужна цитата ][1]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Nassini, R .; Materazzi, S .; Vriens, J .; Prenen, J .; Benemei, S .; De Siena, G .; La Marca, G .; Андре, Э .; Preti, D .; Avonto, C .; Садофский, Л .; Ди Марцо, В .; De Petrocellis, L .; Dussor, G .; Porreca, F .; Taglialatela-Scafati, O .; Аппендино, G .; Нилиус, Б .; Геппетти, П. (2011). «« Дерево головных болей »через зонтик и TRPA1 активирует тройнично-сосудистую систему». Мозг. 135 (Pt 2): 376–390. Дои:10.1093 / мозг / awr272. PMID  22036959.
  2. ^ Рэйчел Эренберг (3 ноября 2011 г.). «Дерево головной боли - это боль в мозгу: лавровый лист раздувает сосуды черепа». НаукаНовости. Получено 2011-11-07.
  3. ^ Smith, Howard E .; Истман, Ричард Х. (1956). «Синтез изомера умбеллулона». Журнал органической химии. 21 (7): 830–830. Дои:10.1021 / jo01113a019. ISSN  0022-3263.

3. Дрейк, М .; Stuhr, E .; (1934) «Некоторые фармакологические и бактерицидные свойства умбеллулона» [2]. Проверено 10 марта 2016.