A nitrofuránok vegyi vegyületek, amelyek antimikrobiális szintetikus széles spektrumúak. Ezeket gyakran használják a baktériumfertőzések leküzdésére állatokban, amelyeket kereskedelmi érdekek miatt nevelnek fel.
Jelenleg szigorúan ellenőrzik felhasználásukat, mivel kimutatták, hogy potenciálisan rákkeltő és mutagének az emberi sejtekben lévő DNS-re.
A nitrofural, antibakteriális vegyület kémiai vázának grafikus ábrája (Forrás: Vaccinázó a Wikimedia Commons segítségével)
Preventív és terápiás kezelésként való felhasználást az élelmiszer-előállításra és húsfogyasztásra szánt állatokban is megtiltották. Az Európai Unió ellenőrzi és ellenőrzi a nitrofurán alapú antibiotikumok jelenlétét a húsban, halban, garnélarákban, tejben és tojásban.
A nitrofuránok és származékaik antibakteriális hatásáról szóló első jelentések az 1940-es évekre nyúlnak vissza. 1944-ben, amikor antimikrobiális hatásuk miatt intenzíven alkalmazták őket szappanok, topikumok, dezodorok, antiszeptikumok készítésében stb.
Noha a nitrofuránokról és származékaikról nagyszámú irodalmi irodalom szól, ezeknek a vegyületeknek a hatásmechanizmusáról keveset tudunk, bár a nitrofuránok metabolitjai mérgezőbbnek bizonyultak, mint maguk az eredeti vegyületek..
A nitrofuránok jellemzői
Ezeket a vegyületeket egy heterociklusos gyűrű jellemzi, amely négy szénatomból és egy oxigénből áll; a szubsztituensek egy azometincsoport (-CH = N-), amely kapcsolódik a szénhez 2, és egy nitrocsoport (NO2), amely kapcsolódik az 5. szénhez.
Dodd és Stillmanl 1944-ben, 42 furánszármazék tesztelésével felfedezték, hogy a nitrofurazon (az első nitrofurán) oldalláncként az azometincsoportot (-CH = N-) tartalmaz, ez a vegyület rendkívül hatékony mikrobaellenes vegyületként alkalmazva egy helyi.
Ezenkívül Dodd és Stillmanl azt állították, hogy a nitrofurán vegyületek egyikét sem találták meg a természetben. Ma ez továbbra is fennáll, az összes nitrofuránt szintetizálják a laboratóriumban.
A nitrofuranokat eredetileg kemoterápiás vegyületekként definiálták, mivel ők kontrollálták a bakteriális fertőzéseket, és nyilvánvalóan nem „ártottak” a bevitt betegnek.
1944 és 1960 között több mint 450, a nitrofurazonhoz hasonló vegyületet szintetizáltak és tanulmányoztak antimikrobiális tulajdonságaik meghatározása céljából, de jelenleg csak hatot használnak kereskedelemben, ezek a következők:
- Nitrofurazon
- Nifuroxim
- Guanofuracin-hidroklorid
- Nitrofurantoin
- Furazolidone
- Panazona
Ezen vegyületek többsége vízben gyengén oldódik, és néhányuk csak savas oldatokban oldódik, sók képződésén keresztül. Mindazonáltal mindegyik polietilénglikolban és dimetil-formamidban könnyen oldódik.
Cselekvési mechanizmusok
A nitrofuránoknak az organizmusokon belüli működésének módja jelenleg nem jól ismert, bár azt javasolták, hogy ezek működési mechanizmusa a nitrofurán gyűrű lebontásával függ össze.
Ez lebontja és elválasztja a gyógyszeres egyedeket. Az elágazó nitrocsoportok áthaladnak a véráramban, és kovalens kötések révén beágyazódnak a baktériumok, gombák és más kórokozók szöveteibe és sejtfalába.
Ezenkívül, mivel ezek a vegyületek lenyelés után gyorsan metabolizálódnak a testben, metabolitokat képeznek, amelyek kötődnek a szöveti fehérjékhez és instabilitást és gyengeséget okoznak a beteg belső szöveteinek felépítésében és a kórokozóban.
A gombaellenes nifuratel kémiai vázának grafikus ábrája (Forrás: Vaccinationist Via Wkimedia Commons)
A nitrofuránok vegyületei és különféle származékai eltérő hatékonyságot mutatnak baktériumok, protozoák és gombák fajtáinál. Azonban alacsony koncentrációkban a legtöbb nitrofurán bakteriosztatikus vegyületként működik.
Annak ellenére, hogy bakteriosztatikus, amikor a vegyületeket valamivel magasabb koncentrációban alkalmazzák, azok baktériumölőkké válnak. Néhányan minimális gátló koncentrációban is baktériumölő hatásúak.
A nitrofuránok képesek maradvány módon átjutni a másodlagos fajokra, amit a következő kísérlet mutat be:
A sertéshúst szén-14 (C14) címkével ellátott nitrofuránokkal kezeltük. Ezt követően egy patkánycsoportot ettünk ilyen húsgal, majd később azt találtuk, hogy a jelölt és a húshoz beadott nitrofuránok teljes mennyiségének körülbelül 41% -a patkányokon belül található.
Osztályozás
A nitrofuránt általában két osztályba sorolják: A és B osztályba.
Az A osztály az (I) általános képletű vegyület által képviselt egyszerűbb nitrofuránokat tartalmazza, ahol az R csoportok alkil-, acil-, hidroxi-alkil- vagy karboxilcsoportok, észterekkel és bizonyos származékokkal együtt.
Néhány A osztályú vagy "I képletű" vegyület a következők: nitrofuraldehidek és diacetátaik, metil-nitrofuril-keton, nitrozilvan (5-nitro-2-metil-furán), nitrofurfuril-alkohol és észterei, valamint más hasonló szerkezetű vegyületek.
A B osztályban a szokásos karbonilcsoportok, például a semikarbazon, az oxim és a laboratóriumokban eddig elkészített összetettebb analógok csoportosított származékai vannak csoportosítva. Ezeket a vegyületeket "II képletnek" nevezzük.
Mindkét osztály jelentős antimikrobiális aktivitást mutat in vitro, de a B osztály egyes tagjai in vivo jobb aktivitással rendelkeznek, mint az A osztályba tartozó vegyületek bármelyike.
Nitrofurán metabolitok
Az Európai Unió betiltotta a nitrofuránok farmakológiai felhasználását, mivel annak ellenére, hogy a nitrofuránok és származékaik gyorsan beilleszkednek a betegek anyagcseréjébe, stabil metabolitok sorozatát képezik, amelyek kötődnek a szövetekhez és potenciálisan mérgező.
Ezek a metabolitok könnyen felszabadulnak, mivel a nitrofuránok savas pH-n oldódnak.
Így az állatok és a nitrofuránokkal kezelt betegek gyomorában előforduló savhidrolízis számos olyan reakcióképes metabolitot eredményez, amelyek képesek kovalensen kötődni a szövet makromolekulákhoz, például proteinekhez, lipidekhöz.
Az összes élelmiszertermelő állatban ezeknek a metabolitoknak nagyon hosszú felezési ideje van. Táplálékként történő felhasználásuk során ezek a metabolitok szabadulhatnak fel, vagy ennek hiányában az oldalláncok.
Jelenleg szigorú teszteket végeznek állati eredetű élelmiszerekkel, nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiával (a név angol nyelvű nagyteljesítményű folyadékkromatográfiából származik) a nitrofuránok legalább öt metabolitjának és származékainak kimutatására, ezek a következők:
- 3-amino-2-oxazolidinon
- 3-amino-5-metil-morfolino-2-oxazolidinon
- 1-aminohidantoin
- Semikarbazid
- 3,5-dinitroszalicilsav-hidrazid
A nitrofurán kémiai reagensek metabolitjaként felszabaduló összes ilyen vegyület potenciálisan rákkeltő és mutagén a DNS-re. Ezenkívül ezek a vegyületek felszabadíthatják saját metabolitjaikat a savas hidrolízis során.
Ez azt jelenti, hogy minden egyes vegyület potenciálisan mérgező metabolit az egyén számára a gyomorban végzett savas hidrolízis után.
Irodalom
- Cooper, KM és Kennedy, DG (2005). A nitrofurán-antibiotikus metabolitok részarányos koncentrációban észlelhetők a sertések retinajában - egy új mátrix a nitrofurán-visszaélés fokozott ellenőrzéséhez. Elemző, 130 (4), 466-468.
- Az EFSA élelmiszerláncban található szennyezőanyag-testület (CONTAM). (2015). Tudományos vélemény az nitrofuránokról és azok metabolitjairól az élelmiszerekben. EFSA Journal, 13 (6), 4140.
- Hahn, FE (szerk.). (2012). Az antibakteriális szerek hatásmechanizmusa. Springer Tudományos és Üzleti Média.
- Herrlich, P. és Schweiger, M. (1976). A nitrofuránok, a szintetikus antibiotikumok csoportja, új hatásmechanizmussal: meghatározott Messenger RNS osztályok megkülönböztetése. A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai, 73 (10), 3386-3390.
- McCalla, DR (1979). Nitrofuránokat. Az antibakteriális szerek hatásmechanizmusában (176-213. Oldal). Springer, Berlin, Heidelberg.
- Miura, K. és Reckendorf, HK (1967). 6 A nitrofuránok. Folyamatban van a gyógyszerkémia (5. kötet, 320-381. Oldal). Elsevier.
- Olive, PL és McCalla, DR (1975). Az emlős sejt-DNS károsítása nitrofuránokkal. Cancer research, 35 (3), 781-784.
- Paul, HE, Ells, VR, Kopko, F., és Bender, RC (1959). A nitrofuránok metabolikus lebontása. Journal of Medicinal Chemistry, 2 (5), 563-584.
- Vass, M., Hruska, K., és Franek, M. (2008). Nitrofurán antibiotikumok: az alkalmazás, a tilalom és a maradék elemzés áttekintése. Veterinarni medicine, 53 (9), 469-500.