Į nitrofuranai yra cheminiai junginiai, su antimikrobinio sintetinės plataus spektro. Jie dažnai naudojami siekiant užkirsti kelią gyvūnų, auginamų dėl komercinių interesų, bakterinėms infekcijoms.
Šiuo metu griežtai kontroliuojamas jų naudojimas, nes buvo įrodyta, kad jie gali būti kancerogeniniai ir mutageniški žmogaus ląstelėse esančiai DNR.
Nitrofuralio, antibakterinio junginio, cheminio skeleto grafinė schema (Šaltinis: Vaccinationist per Wikimedia Commons)
Jis netgi buvo uždraustas kaip profilaktinis ir terapinis gyvūnams, auginamiems maistui gaminti ir mėsai vartoti. Europos Sąjunga kontroliuoja ir tikrina, ar mėsoje, žuvyje, krevetėse, piene ir kiaušiniuose nėra nitrofurano pagrindu pagamintų antibiotikų.
Pirmieji pranešimai apie antibakterinį nitrofuranų ir jų darinių poveikį buvo 1940 m. Tai buvo 1944 m., Kai dėl jų antimikrobinio poveikio jie buvo intensyviai naudojami ruošiant muilus, vietinius preparatus, dezodorantus, antiseptikus. ir kt.
Nors yra daug rašytinės literatūros apie nitrofuranus ir jų darinius, mažai žinoma apie šių junginių veikimo mechanizmą, nors įrodyta, kad nitrofuranų metabolitai yra toksiškesni nei patys originalūs junginiai. .
Nitrofuranų charakteristikos
Šiems junginiams būdingas heterociklinis žiedas, susidedantis iš keturių anglies atomų ir vieno deguonies; pakaitalai yra azometino grupė (-CH = N-), kuri yra prijungta prie anglies 2, ir nitro grupė (NO2), kuri yra prijungta prie 5 anglies.
Doddas ir Stillmanlis, 1944 m. Ištyrę 42 furano darinius, atrado, kad nitrofurazonas (pirmasis nitrofuranas) kaip šoninę grandinę sudaro azometino grupę (-CH = N-). Šis junginys pasirodė esąs labai efektyvus kaip antimikrobinis chemikalas, kai jis naudojamas aktuali.
Be to, Doddas ir Stillmanlis teigė, kad gamtoje nerasta nė vieno iš nitrofurano junginių. Šiandien taip yra ir toliau, visi nitrofuranai sintetinami laboratorijoje.
Iš pradžių nitrofuranai buvo apibrėžti kaip chemoterapiniai junginiai, nes jie kontroliavo bakterines infekcijas ir, matyt, „nepadarė žalos“ juos prarijusiam pacientui.
Nuo 1944 iki 1960 m. Buvo susintetinti ir ištirti daugiau nei 450 junginių, panašių į nitrofurazoną, siekiant nustatyti jų antimikrobines savybes, tačiau šiuo metu komerciniais tikslais naudojami tik šeši:
- nitrofurazonas
- Nifuroksimas
- Guanofuracino hidrochloridas
- Nitrofurantoinas
- Furazolidonas
- Panazona
Dauguma šių junginių mažai tirpsta vandenyje, o kai kurie tirpsta tik rūgščiuose tirpaluose, formuodamiesi druskas. Tačiau visi jie lengvai tirpsta polietilenglikoliuose ir dimetilformamide.
Veiksmų mechanizmai
Šiuo metu nėra gerai suprantama, kaip nitrofuranai veikia organizmus, nors buvo manoma, kad jų veikimo mechanizmas susijęs su nitrofurano žiedo suskaidymu.
Tai suskaidoma ir išsiskiria iš gydomų asmenų. Išsišakojusios nitro grupės keliauja per kraują ir yra įterptos per kovalentinius ryšius bakterijų, grybelių ir kitų patogenų audiniuose ir ląstelių sienose.
Be to, kadangi prarijus šie junginiai greitai metabolizuojami organizme, jie sudaro metabolitus, kurie jungiasi su audinių baltymais ir sukuria nestabilumą ir silpnumą paciento ir patogeno vidiniame audinyje.
Nifuratelio, priešgrybelinio junginio, cheminio skeleto grafinė schema (Šaltinis: Vaccinationist Via Wkimedia Commons)
Nitrofuranų junginiai ir skirtingi dariniai turi skirtingą veiksmingumą kiekvienoje bakterijų, pirmuonių ir grybelio rūšių. Tačiau esant mažai koncentracijai, dauguma nitrofuranų veikia kaip bakteriostatiniai junginiai.
Nepaisant bakteriostatinio poveikio, kai junginiai dedami šiek tiek didesnėmis koncentracijomis, jie tampa baktericidiški. Kai kurios jų baktericidiškos net mažiausiai slopinant.
Nitrofuranai turi savybę likutiniu būdu pereiti į antrines rūšis, tai buvo įrodyta atliekant šį eksperimentą:
Kiauliena buvo apdorota anglies 14 (C14) žymėtais nitrofuranais. Tada grupė žiurkių buvo šeriami tokia mėsa, o vėliau buvo nustatyta, kad apie 41% viso paženklinto ir į mėsą suleisto nitrofuranų kiekio buvo žiurkių viduje.
klasifikacija
Nitrofuranai paprastai skirstomi į dvi klases: A klasę ir B klasę.
A klasę sudaro paprastesni nitrofuranai, pavaizduoti vadinamąja „I formule“, kur R grupės yra alkilo, acilo, hidroksialkilo arba karboksilo grupės kartu su esteriais ir tam tikrais dariniais.
Kai kurie A klasės arba „I formulės“ junginiai yra: nitrofuraldehidai ir jų diacetatai, metilnitrofurilketonas, nitrosilvanas (5-nitro-2-metilfuranas), nitrofurfurilo alkoholis ir jo esteriai bei kiti panašios struktūros junginiai.
B klasėje yra sugrupuoti paprastųjų karbonilų dariniai, tokie kaip semikarbazonas, oksimas ir sudėtingesni analogai, iki šiol paruošti laboratorijose. Šie junginiai vadinami „II formule“.
Abi klasės pasižymi ryškiu antimikrobiniu poveikiu in vitro, tačiau kai kurie B klasės nariai turi geresnį aktyvumą in vivo nei bet kuris iš A klasei priklausančių junginių.
Nitrofurano metabolitai
Farmakologinis nitrofuranų naudojimas buvo uždraustas Europos Sąjungoje, nes, nepaisant to, kad nitrofuranai ir jų dariniai yra greitai prilyginami pacientų metabolizmui, jie sukuria stabilių metabolitų, kurie jungiasi prie audinių ir yra potencialiai, seriją toksiškas.
Šie metabolitai lengvai išsiskiria dėl nitrofuranų tirpumo esant rūgščiam pH.
Taigi, rūgštinėje hidrolizėje, vykstančioje gyvūnų ir pacientų, gydomų nitrofuranais, skrandyje, susidaro daug reaktyvių metabolitų, galinčių kovalentiškai jungtis su audinių makromolekulėmis, tokiais kaip baltymai, lipidai.
Šių metabolitų pusinės eliminacijos periodas yra visuose maistui skirtuose gyvūnuose. Kai jie vartojami kaip maistas, šie metabolitai gali išsiskirti arba, jei to nepadaroma, jų šoninės grandinės.
Šiuo metu atliekami griežti gyvūninės kilmės maisto produktų efektyvios skysčių chromatografijos (pavadinimas kilęs iš angliškos „High Performance Liquid Chromatography“) bandymai, siekiant aptikti bent 5 nitrofuranų ir jų darinių metabolitus:
- 3-amino-2-oksazolidinonas
- 3-amino-5-metilmorfolino-2-oksazolidinonas
- 1-aminohidantoinas
- Semikarbazidas
- 3,5-dinitrosalicilo rūgšties hidrazidas
Visi šie junginiai, išsiskiriantys kaip nitrofurano cheminių reagentų metabolitai, gali būti kancerogeniniai ir mutageniški DNR. Be to, šie junginiai rūgšties hidrolizės metu gali išskirti savo metabolitus.
Tai reiškia, kad kiekvienas junginys yra potencialiai toksiškas metabolitas asmeniui po rūgšties hidrolizės skrandyje.
Nuorodos
- Cooperis, KM ir Kennedy, GD (2005). Nitrofurano antibiotikų metabolitai, aptinkami kiaulių tinklainėje, kai jų koncentracija yra viena milijono, yra nauja matrica, skirta sustiprinti piktnaudžiavimo nitrofuranu stebėseną. Analitikas, 130 (4), 466–468.
- EMST teršalų maisto grandinėje komisija (CONTAM). (2015). Mokslinė nuomonė apie nitrofuranus ir jų metabolitus maiste. EMST leidinys, 13 (6), 4140.
- Hahn, FE (Red.). (2012). Antibakterinių vaistų veikimo mechanizmas. „Springer“ mokslo ir verslo žiniasklaida.
- P. Herrlich ir Schweiger, M. (1976). Nitrofuranai, sintetinių antibiotikų grupė, su nauju veikimo būdu: specifinių pasiuntinių RNR klasių diskriminacija. Nacionalinės mokslų akademijos leidiniai, 73 (10), 3386-3390.
- McCalla, DR (1979). Nitrofuranai. „Antibakterinių agentų veikimo mechanizmas“ (p. 176–213). „Springer“, Berlynas, Heidelbergas.
- Miura, K., & Reckendorf, HK (1967). 6 Nitrofuranai. Vykdoma medicinos chemija (5 tomas, p. 320–381). Elsevier.
- Olive, PL ir McCalla, DR (1975). Žalos žinduolių ląstelių DNR pažeidimas nitrofuranų. Vėžio tyrimai, 35 (3), 781–784.
- Paul, HE, Ells, VR, Kopko, F., & Bender, RC (1959). Metabolinis nitrofuranų skaidymas. Journal of Medicinal Chemistry, 2 (5), 563–584.
- Vass, M., Hruska, K., & Franek, M. (2008). Nitrofurano antibiotikai: taikymo apžvalga, draudimas ir likutinė analizė. Veterinarni medicina, 53 (9), 469-500.