Kwas ibotenowy

Nie mylić z ibogainą , innym związkiem psychoaktywnym.
Kwas ibotenowy
Ibotenic acid2.png
Ibotenic acid 3D structure.png
Nazwy
nazwa IUPAC
( S )-2-amino-2-(3-hydroksyizoksazol-5-ilo)octowy
Inne nazwy
Kwas ibotenowy
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100.151.170 Edit this at Wikidata
Numer WE
  • 622-405-7
KEGG
Identyfikator klienta PubChem
UNII
  • InChI=1S/C5H6N2O4/c6-4(5(9)10)2-1-3(8)7-11-2/h1,4H,6H2,(H,7,8)(H,9,10)  check Y
    Klucz: IRJCBFDCFXCWGO-UHFFFAOYSA-N  check Y
  • InChI=1/C5H6N2O4/c6-4(5(9)10)2-1-3(8)7-11-2/h1,4H,6H2,(H,7,8)(H,9,10)
    Klucz: IRJCBFDCFXCWGO-UHFFFAOYAQ
  • (S)-: Klucz: IRJCBFDCFXCWGO-BYPYZUCNSA-N
  • O=C1/C=C(\ON1)C(C(=O)O)N
Nieruchomości
C5H6N2O4 _ _ _ _ _ _ _
Masa cząsteczkowa 158,113 g·mol -1
Temperatura topnienia
151-152 °C (bezwodny) 144-146 °C (monohydrat)
H2O : 1 mg/ml 0,1 M NaOH: 10,7 mg/ml 0,1 M HCl: 4,7 mg/ ml

Zagrożenia
Oznakowanie GHS :
GHS06: Toxic
Niebezpieczeństwo
H301
P264 , P270 , P301+P316 , P321 , P330 , P405 , P501
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
☒  N ( co to jest check☒ Y N ?)

Kwas ibotenowy lub kwas ( S )-2-amino-2-(3-hydroksyizoksazol-5-ilo)octowy , zwany także ibotenianem , jest związkiem chemicznym i lekiem psychoaktywnym występującym naturalnie w Amanita muscaria i pokrewnych gatunkach grzybów typowo występuje w umiarkowanych i borealnych regionach półkuli północnej. Jest prolekiem muscymolu , rozkładanym przez wątrobę do tego znacznie stabilniejszego związku. Jest konformacyjnie ograniczonym analogiem neuroprzekaźnika glutaminianu , a ze względu na podobieństwo strukturalne do tego neuroprzekaźnika działa jako nieselektywny agonista receptora glutaminianu . Z tego powodu kwas ibotenowy może być silną neurotoksyną w dużych dawkach i jest stosowany jako „ czynnik uszkadzający mózg ” poprzez zastrzyki doczaszkowe w badaniach naukowych . Efekty neurotoksyczne wydają się być zależne od dawki, a ryzyko związane ze spożyciem grzybów zawierających kwas ibotenowy jest niejasne, chociaż uważa się, że w małych dawkach jest nieistotne. [ potrzebne lepsze źródło ]

Farmakologia

Amanita muscaria , który zawiera kwas ibotenowy

Kwas ibotenowy działa jako silny agonista NMDA oraz metabotropowych receptorów glutaminianu grupy I ( mGluR1 i mGluR5 ) i II ( mGluR2 i mGluR3 ) . Jest nieaktywny w grupie III mGluR. Kwas ibotenowy działa również jako słaby agonista AMPA i kainianowych . Ponadto dzięki dekarboksylacji in vivo do muscymolu , działa pośrednio jako silny agonista GABA A -ρ receptorów GABA A i . W przeciwieństwie do muscimolu - głównego psychoaktywnego składnika Amanita muscaria , o którym wiadomo, że powoduje uspokojenie i delirium - psychoaktywne efekty kwasu ibotenowego nie są znane niezależnie od tego, że służy on jako prolek muscimolu, jednak można spekulować, że działałby jako środek pobudzający.

Właściwości biologiczne

Mechanizm akcji

Kwas ibotenowy jest agonistą receptorów glutaminianu, szczególnie w miejscach receptorów N-metylo-D-asparaginianu lub NMDA i trans-ACPD w wielu układach ośrodkowego układu nerwowego . Neurotoksyczność ibotenu może być wzmocniona przez glicynę i zablokowana przez dizocylpinę . Dizocylpina działa jako niekonkurencyjny antagonista receptorów NMDA .

Toksyczność kwasu ibotenowego wynika z aktywacji receptorów NMDA . Receptory NMDA są związane z plastycznością synaptyczną i współpracują z metabotropowymi receptorami glutaminianu w celu ustalenia długoterminowego wzmocnienia lub LTP. Uważa się, że proces długotrwałego wzmacniania jest związany z nabywaniem informacji. Receptor NMDA działa prawidłowo, przepuszczając jony Ca 2+ po aktywacji w miejscu receptora.

Aktywowany NMDAR

Wiązanie kwasu ibotenowego umożliwia przedostanie się nadmiaru Ca 2+ do układu, co powoduje śmierć komórek nerwowych. Ca 2+ aktywuje również CaM-KII lub Ca 2+ /Kalmodulin Kinazę, która fosforyluje wiele enzymów. Aktywowane enzymy następnie zaczynają wytwarzać reaktywne formy tlenu , które uszkadzają otaczającą tkankę. Nadmiar Ca 2+ skutkuje usprawnieniem mitochondrialnego systemu transportu elektronów, co dodatkowo zwiększy liczbę reaktywnych form tlenu.

Efekty biologiczne

Kwas ibotenowy zazwyczaj wpływa na receptory NMDA i trans-ACPD w ośrodkowym układzie nerwowym. Ze względu na ich celowanie w te układy, objawy związane z zatruciem kwasem ibotenowym są często związane z percepcją i kontrolą.

Większość spożytego kwasu ibotenowego jest prawdopodobnie dekarboksylowana do muscymolu , więc skutki spożycia kwasu ibotenowego są podobne do skutków muscymolu. Objawy związane z kwasem ibotenowym pojawiają się zwykle w ciągu 30–60 minut i obejmują szereg działań na układ nerwowy. Do najczęstszych objawów należą nudności, wymioty i senność. Jednak po pierwszej godzinie objawy zaczynają obejmować dezorientację, euforię , zniekształcenia wzrokowe i słuchowe, uczucie unoszenia się w powietrzu i amnezję wsteczną .

Objawy są nieco inne u dzieci i zwykle zaczynają się po 30–180 minutach. Dominującymi objawami u dzieci są ataksja , otępienie i letarg . Od czasu do czasu zgłaszane są napady padaczkowe, jednak częściej u dzieci.

Leczenie

Lorazepam , benzodiazepina
Atropina

Leczenie zatrucia kwasem ibotenowym jest ograniczone i różni się, ponieważ dawka toksyczna związku jest różna w zależności od osoby. Pacjenci przyjmowani do szpitala z powodu zatrucia kwasem ibotenowym zazwyczaj otrzymują węgiel drzewny, aby zatrzymać wchłanianie związku i zapobiec dalszemu zatruciu. Po otrzymaniu leczenia węglem parametry życiowe pacjenta są monitorowane, a toksyczność zwykle trwa od 6 do 8 godzin; jednak ustąpienie niektórych objawów może zająć nawet kilka dni. Czasami, aby zmniejszyć dyskomfort związany z objawami, podaje się benzodiazepiny w celu kontrolowania ataków paniki i halucynacji.

Szczególną uwagę należy zwrócić na monitorowanie oddychania, kontroli dróg oddechowych i krążenia. Jeśli leczenie nastąpi w ciągu pierwszej godziny po spożyciu, skuteczne może być płukanie żołądka . W przypadku zbyt intensywnych wymiotów podaje się dożylnie płyny , można również zapewnić opiekę psychiatryczną.

W rzadkich przypadkach mogą być potrzebne leki antycholinergiczne , takie jak atropina .

Użyj w badaniach

roztworze soli fizjologicznej buforowanym fosforanami przy pH 7,4 i może być przechowywany przez okres do roku bez utraty toksyczności. Wstrzyknięcie 0,05-0,1 mikrolitra kwasu ibotenowego do hipokampa z szybkością 0,1 mikrolitra/min spowodowało półselektywne uszkodzenie. Uszkodzenie hipokampa doprowadziło do znacznej utraty komórek w komórkach piramidalnych (CA1-CA3), jak również komórek ziarnistych w zakręcie zębatym . Uszkodzenie kwasem ibotenowym powoduje również pewne uszkodzenia aksonów wzdłuż szlaku perforacyjnego .

Zazwyczaj, gdy uszkodzenie jest wykonywane za pomocą innych chemikaliów, podmiot nie może ponownie nauczyć się zadania. Jednak ze względu na reaktywność kwasu ibotenowego z receptorami glutaminianu, takimi jak receptor NMDA, uszkodzenie kwasu ibotenowego pozwala pacjentowi na ponowne nauczenie się zadań. Uszkodzenie kwasem ibotenowym jest zatem preferowane w badaniach, w których niezbędne jest ponowne nauczenie się zadania po uszkodzeniu. W porównaniu z innymi czynnikami powodującymi zmiany chorobowe, kwas ibotenowy jest jednym z najbardziej specyficznych miejscowo; jednak obecnie poszukuje się mniej szkodliwych alternatyw.

Biosynteza

Biosyntetyczne geny kwasu ibotenowego są zorganizowane w fizycznie połączony klaster genów biosyntetycznych . Szlak biosyntezy jest inicjowany przez hydroksylację kwasu glutaminowego przez dedykowaną oksygenazę zależną od Fe(II)/2-oksoglutaranu . W wyniku reakcji powstaje treo -3-hydroksyglutaminowy, który jest przekształcany w kwas ibotenowy, prawdopodobnie przez enzymy zakodowane w biosyntetycznym klastrze genów.

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ibotenic_acid&oldid=1134184088 ”