Кураре - Curare

Эта статья о токсинах растений. Чтобы узнать о персонаже DC Comics, см. Curaré (Batman Beyond) .
Не путать с Курарой .
Chondrodendron tomentosum , основное растение-источник 'Tube Curare' и основной источник D-тубокурарина (DTC), алкалоида, составляющего лекарственное кураре.
Strychnos toxifera , вид Strychnos, который является основным источником Calabash Curare и его основным активным компонентом - алкалоидом токсиферином.

Кураре ( / kʊˈrɑːri / или / kjʊˈrɑːri / ; koo-rah- ree или kyoo-rah-ree ) - распространенное название для различных ядов стрелок алкалоидов экстрактов растений, происходящих от коренных народов Центральной и Южной Америки . Используемый в качестве парализующего агента на охоте и в терапевтических целях, кураре становится активным только при прямом заражении раны ядовитым дротиком или стрелой или путем инъекции. Эти яды действуют путем конкурентного и обратимого ингибирования никотинового рецептора ацетилхолина (nAChR), который является подтипом рецептора ацетилхолина, обнаруженного в нервно-мышечном соединении . Это вызывает слабость скелетных мышц , а при введении в достаточной дозе, в конечном итоге смерть от удушья из - за паралича от диафрагмы . Кураре готовится путем кипячения коры одного из десятков источников растительных алкалоидов, в результате чего остается темная, тяжелая паста, которую можно наносить на наконечники стрел или дротиков. Исторически кураре использовался как эффективное средство от столбняка или отравления стрихнином и как парализующее средство при хирургических вмешательствах.

История

Слово «кураре» происходит от слова вурари , из карибского языка макуси в Гайане. Оно происходит от карибского выражения «mawa cure», означающего виноградную лозу Мава, которая в науке известна как Strychnos toxifera . Кураре также известен среди коренных народов как Ампи, Вурари, Вурара, Вурали, Вурали, Вуралия, Оураре, Урари, Ураре, Урари и Уирари.

Классификация

Первоначально фармаколог Рудольф Бем в 1895 году стремился классифицировать различные алкалоидные яды на основе контейнеров, используемых для их приготовления. В ходе этого расследования он полагал, что кураре можно разделить на три основных типа, как показано ниже. Какой бы полезной она ни казалась, она быстро устарела. Ричард Гилл, коллекционер растений, обнаружил, что коренные народы начали использовать различные контейнеры для приготовления кураре, отныне аннулировав основу классификации Бема.

  • Трубка или бамбуковая кураре: в основном состоящий из токсина D-тубокурарина , этот яд упакован в полые бамбуковые трубочки, полученные от Chondrodendron и других родов Menispermaceae . Согласно их значениям LD 50 , тюбик кураре считается наиболее токсичным.
  • Pot curare: в основном состоит из алкалоидных компонентов протокурарина (активный ингредиент), протокурина (слабая токсичность) и протокуридина (нетоксичный) как из Menispermaceae, так и из Loganiaceae / Strychnaceae. Этот подтип встречается изначально упакованным в терракотовые горшки.
  • calabash или тыквенный кураре: в основном состоящий из токсиферина I группы C , этот яд изначально упакован в полые тыквы только из Loganiaceae / Strychnaceae.

Манске также заметил в своей книге «Алкалоиды» 1955 года :

Результаты ранних работ [до 1900 года] были очень неточными из-за сложности и разнообразия состава смесей задействованных алкалоидов ... это были нечистые, некристаллические алкалоиды ... Почти все препараты кураре были и остаются сложные смеси, и многие физиологические действия, приписываемые первым кураризационным препаратам, несомненно, были вызваны примесями, особенно другими присутствующими алкалоидами. В настоящее время считается, что препараты кураре делятся на два основных типа: препараты из Chondrodendron или других членов семейства Menispermaceae и препараты из Strychnos, рода семейства Loganiaceae [теперь Strychnaceae]. Некоторые препараты могут содержать алкалоиды из обоих источников ... а в большинстве есть другие второстепенные ингредиенты.

Охота использует

Кураре использовался как парализующий яд многими коренными народами Южной Америки. Поскольку использовать его на войне было слишком дорого, кураре в основном использовали во время охоты. В жертву стреляли стрелами или дротиками для духового пистолета, обмакнутыми в кураре, что приводило к удушению из-за неспособности дыхательных мышц жертвы сокращаться. В частности, яд использовали островные карибы , коренные жители Малых Антильских островов в Карибском бассейне , на кончиках своих стрел. Кроме того, люди ягуа , коренные жители Колумбии и северо-востока Перу, обычно использовали эти токсины в своих трубках для нацеливания на добычу на расстоянии 30-40 шагов .

Из-за его популярности среди коренного населения как средства парализации добычи, определенные племена создавали монополии на производство кураре. Таким образом, кураре стал символом богатства среди коренного населения.

В 1596 году сэр Уолтер Рэли упомянул яд стрелы в своей книге « Открытие большой, богатой и красивой империи Гвианы» (которая относится к его путешествиям по Тринидаду и Гуаяне ), хотя описанный им яд, возможно, не был кураре. В 1780 году аббат Феликс Фонтана обнаружил, что он действует на произвольные мышцы, а не на нервы и сердце. В 1832 году Александр фон Гумбольдт дал первое западное сообщение о том, как этот токсин был получен из растений уроженцами реки Ориноко .

Кураре дротики и колчаны из тропических лесов Амазонки .

В 1811–1812 годах сэр Бенджамин Коллинз Броуди экспериментировал с кураре ( woorara ). Он был первым, кто показал, что кураре не убивает животное и выздоровление завершается, если дыхание животного поддерживается искусственно. В 1825 году Чарльз Уотертон описал классический эксперимент, в котором он поддерживал жизнь кураризованной самки осла с помощью искусственного дыхания с помощью мехов через трахеостомию . Уотертону также приписывают доставку кураре в Европу. Роберт Герман Шомбургк , который был опытным ботаником, определил, что виноградная лоза принадлежит к роду Strychnos, и дал ей теперь общепринятое название Strychnos toxifera .

Медицинское использование

Джордж Харли (1829–1896) в 1850 году показал, что кураре ( wourali ) эффективен при лечении столбняка и отравления стрихнином . В 1857 году Клод Бернар (1813–1878) опубликовал результаты своих экспериментов, в которых он продемонстрировал, что механизм действия кураре был результатом вмешательства в проведение нервных импульсов от двигательного нерва к скелетным мышцам , и что это вмешательство произошло в нервно-мышечном соединении . С 1887, каталог Burroughs Wellcome перечислены под его торговой маркой «таблоиды», 1 / 12 зерна (5,4  мг) таблетки кураре (цена: 8  шиллингов) для использования при получении раствора для подкожной инъекции. В 1914 году Генри Халлетт Дейл (1875–1968) описал физиологическое действие ацетилхолина . Спустя 25 лет он показал, что ацетилхолин отвечает за нервно-мышечную передачу , которая может быть заблокирована кураре.

Охота с использованием духового оружия в тропических лесах Амазонки в XIX веке .

Наиболее известным и исторически наиболее важным (в связи с его медицинским применением) токсином является d- тубокурарин . Он был выделен из сырого наркотика - из музейного образца кураре - в 1935 году Гарольдом Кингом из Лондона, работающим в лаборатории сэра Генри Дейла . Кинг также установил его химическую структуру. Паскуаль Сканноне, венесуэльский анестезиолог, прошедший специальную подготовку в Нью-Йорке, провел обширное исследование кураре как возможного парализующего агента для пациентов во время хирургических процедур. В 1942 году он стал первым человеком во всей Латинской Америке, который использовал кураре во время медицинской процедуры, когда он успешно провел интубацию трахеи пациенту, которому он вводил кураре от паралича мышц в больнице Эль-Альгодонал в Каракасе, Венесуэла.

После его появления в 1942 году кураре / производные кураре стали широко используемым парализующим средством во время медицинских и хирургических процедур. В медицине кураре был заменен рядом подобных кураре агентов, таких как панкуроний , которые имеют аналогичный фармакодинамический профиль, но с меньшим количеством побочных эффектов.

Химическая структура

Различные компоненты кураре представляют собой органические соединения, классифицируемые как изохинолиновые или индольные алкалоиды. Тубокурарин - один из основных активных компонентов яда южноамериканского дротика. Как алкалоид тубокурарин представляет собой встречающееся в природе соединение, состоящее из азотистых оснований, хотя химическая структура алкалоидов сильно варьируется.

Подобные функциональные группы среди трех соединений позволяют кураре связываться с рецепторами ацетилхолина.

Как и большинство алкалоидов, тубокурарин и С-токсиферин представляют собой циклическую систему с атомом азота в аминогруппе . С другой стороны, хотя ацетилхолин не содержит циклической системы, он действительно содержит аминогруппу. Благодаря этой группе аминов алкалоиды кураре могут легко связываться с активным участком рецепторов ацетилхолина (ACh) в нервно-мышечном соединении, блокируя отправку нервных импульсов в скелетные мышцы, эффективно парализуя мышцы тела.

Фармакологические свойства

Нервно - мышечное соединение . Кураре блокирует рецепторы Ach (внизу слева).

Кураре является примером недеполяризующего миорелаксанта, который блокирует никотиновый ацетилхолиновый рецептор (nAChR) , один из двух типов рецепторов ацетилхолина (ACh) , в нервно-мышечном соединении . Основной токсин кураре, d-тубокурарин , занимает то же положение на рецепторе, что и ACh с равным или большим сродством, и не вызывает реакции, что делает его конкурентным антагонистом . Антидотом при отравлении кураре является ингибитор ацетилхолинэстеразы (AChE) (антихолинэстераза), такой как физостигмин или неостигмин . Блокируя деградацию ACh, ингибиторы AChE повышают количество ACh в нервно-мышечном соединении; накопленный ACh будет затем корректировать эффект кураре, активируя рецепторы, не заблокированные токсином, с большей скоростью.

Время начала варьирует от одной минуты (для тубокурарина при внутривенном введении , проникая в более крупную вену) до 15-25 минут (при внутримышечном введении , когда вещество применяется в мышечной ткани).

Он безвреден при пероральном приеме, потому что соединения кураре слишком велики и сильно заряжены, чтобы проходить через слизистую оболочку пищеварительного тракта и всасываться в кровь. По этой причине люди могут безопасно есть добычу, отравленную кураре, и это не влияет на ее вкус.

Анестезия

Отдельные попытки использовать кураре во время анестезии относятся к 1912 году Артуром Лоуэном из Лейпцига, но кураре пришел к анестезии с помощью психиатрии ( электроплексия ). В 1939 году Абрам Элтинг Беннетт использовал его для модификации терапии судорог, вызванной метразолом . Миорелаксанты используются в современной анестезии по многим причинам, например, для обеспечения оптимальных рабочих условий и облегчения интубации трахеи. До появления миорелаксантов анестезиологам приходилось использовать большие дозы анестетиков, таких как эфир , хлороформ или циклопропан, для достижения этих целей. Такая глубокая анестезия чревата смертельным исходом для пожилых людей или пациентов с сердечными заболеваниями.

Источник кураре в Амазонии был впервые исследован Ричардом Эвансом Шультесом в 1941 году. С 1930-х годов он использовался в больницах в качестве миорелаксанта . Он обнаружил, что для различных видов кураре требуется до 15 ингредиентов, и со временем он помог идентифицировать более 70 видов, которые производят это лекарство.

В 1940-х годах его несколько раз использовали во время хирургических операций, поскольку его ошибочно считали болеутоляющим или обезболивающим. Пациенты сообщили, что ощущали всю интенсивность боли, хотя они ничего не могли с этим поделать, поскольку были по существу парализованы.

23 января 1942 года Гарольд Гриффит и Энид Джонсон дали синтетический препарат кураре (интеркострин / интокострин) пациенту, перенесшему аппендэктомию (в дополнение к традиционной анестезии). Более безопасные производные кураре, такие как рокуроний и панкуроний , заменили d-тубокурарин для анестезии во время операции. При использовании с галотаном d-тубокурарин может вызвать глубокое падение артериального давления у некоторых пациентов, поскольку оба препарата являются блокаторами ганглиев . Однако безопаснее использовать d-тубокурарин с эфиром .

В 1954 году Бичер и Тодд опубликовали статью, в которой предполагалось, что использование миорелаксантов (препаратов, подобных кураре) почти в шесть раз увеличивает смертность от анестезии . Это было опровергнуто в 1956 году.

Современные анестезиологи имеют в своем распоряжении различные миорелаксанты для использования в анестезии. Способность производить расслабление мышц независимо от седативного эффекта позволила анестезиологам регулировать оба эффекта независимо и на лету, чтобы гарантировать, что их пациенты находятся в безопасном бессознательном состоянии и в достаточной степени расслаблены, чтобы разрешить операцию. Использование нервно-мышечных блокирующих препаратов сопряжено с риском осведомленности об анестезии .

Источники растений

Существуют десятки растений, из которых можно выделить изохинолин и индольные алкалоиды, обладающие кураризирующим действием, и которые использовались коренными племенами Центральной и Южной Америки для производства ядов для стрел. Среди них:

В семействе Menispermaceae :

Другие семьи:

Некоторые растения семейства Aristolochiaceae также упоминались в качестве источников.

Алкалоиды с кура-подобной активностью присутствуют в растениях бобового рода Erythrina .

Токсичность

Токсичность алкалоидов кураре для человека не установлена. Введение должно быть парентеральным , так как всасывание в желудочно-кишечном тракте неэффективно.

LD50 (мг / кг)

человек: 0,735 (форма и способ применения не указаны)

мышь: горшок: 0,8–25; тубо: 5-10; калебас: 2–15.

Подготовка

В 1807 году Александр фон Гумбольдт представил первое свидетельство очевидца приготовления кураре. Смесь соскобов молодой коры растения Strychnos, других очищенных частей растений, а иногда и змеиного яда кипятят в воде в течение двух дней. Затем эту жидкость процеживают и выпаривают, чтобы получить темную, тяжелую, вязкую пасту, эффективность которой позже будет проверена. Эта паста кураре была очень горькой на вкус.

В 1938 году Ричард Гилл и его экспедиция собрали образцы обработанного кураре и описали метод традиционного приготовления; одним из использовавшихся в то время видов растений был Chondrodendron tomentosum .

Адъюванты

В препарат добавляют различные раздражающие травы, жалящие насекомые, ядовитые черви, а также различные части земноводных и рептилий. Некоторые из них ускоряют начало действия или увеличивают токсичность; другие препятствуют заживлению раны или свертыванию крови.

Диагностика и лечение отравления кураре

На отравление кураре могут указывать типичные признаки нейромышечных препаратов, такие как паралич, включая дыхание, но не влияющий напрямую на сердце.

Отравление кураре можно лечить с помощью искусственного дыхания, например, с помощью искусственного дыхания изо рта в рот . В исследовании 29 армейских добровольцев, которые были парализованы с помощью кураре, искусственное дыхание смогло поддерживать насыщение кислородом всегда выше 85%, уровня, при котором нет свидетельств измененного состояния сознания . Тем не менее, отравление кураре имитирует синдром полной блокировки в том смысле, что паралич каждой произвольно контролируемой мышцы тела (включая глаза) делает практически невозможным для жертвы подтвердить сознание, когда она парализована.

Спонтанное дыхание возобновляется после окончания периода действия кураре, который обычно составляет от 30 минут до 8 часов, в зависимости от варианта токсина и дозировки. Сердечная мышца не подвергается прямому воздействию кураре, но если с момента остановки дыхания прошло более четырех-шести минут, сердечная мышца может перестать функционировать из-за кислородного голодания, что делает необходимым сердечно-легочную реанимацию, в том числе компрессию грудной клетки .

Химическое противоядие

Поскольку тубокурарин и другие компоненты кураре обратимо связываются с рецепторами ACh, лечение отравления кураре включает добавление ингибитора ацетилхолинэстеразы (AChE), который остановит разрушение ацетилхолина, чтобы он мог конкурировать с кураре. Это можно сделать путем введения ингибиторов ацетилхолинэстеразы (AChE), таких как пиридостигмин , неостигмин , физостигмин и эдрофоний . Ацетилхолинэстераза - это фермент, используемый для расщепления нейромедиатора ацетилхолина (ACh), оставшегося в синапсах моторных нейронов . Вышеупомянутые ингибиторы, называемые «противозачаточными» лекарствами, обратимо связываются с активным сайтом фермента, препятствуя его способности связываться с его исходной мишенью, ACh. Блокируя деградацию ACh, ингибиторы AChE могут эффективно повышать количество ACh, присутствующего в нервно-мышечном соединении. Накопленный ACh будет затем корректировать эффект кураре, активируя рецепторы, не заблокированные токсином, с большей скоростью, восстанавливая активность мотонейронов и движения тела.

Галерея

  • Abuta selloana . Некоторые виды мениспермального рода Abuta, в частности колумбийский вид A. imene , иногда использовались для приготовления кураре.

  • Anomospermum schomburgkii . Определенные виды рода Anomospermum использовались для приготовления некоторых форм кураре.

  • Cissampelos pareira . Некоторые виды рода Cissampelos использовались для приготовления кураре.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение