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 アトラクチロシドの構造式
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| 名前 | |
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その他の名前
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.162.426 |
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パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| Ｃ３０Ｈ４６Ｏ１６Ｓ２ | |
| モル質量 | 726,81 g·モル−1 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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アトラクチロシド（ATR）は、世界中のキク科の多くの植物種（Atractylis gummiferaやCallilepis laureolaなど）に含まれる天然の有毒な配糖体であり、[1]さまざまな治療、宗教、毒性の目的で使用されています。[2]摂取または物理的接触によるATRへの曝露は有毒であり、特に腎不全や肝不全により、人間と動物の両方に致命的となる可能性があります。[3] ATRは効果的なADP/ATPトランスロカーゼ阻害剤として作用し、最終的にADPとATPの交換を停止し、細胞はエネルギー不足で死にます。歴史的に、アトラクチロシド中毒は毒物学的に検証および定量化するのが困難でしたが、最近の文献では、法医学の許容基準内でそのような方法が記載されています。[4]
出典
アトラクチロシドは、キク科の多くの植物種に含まれています。例えば、Atractylis gummifera、Callilepis laureola、Xanthium strumarium、Iphiona alsoeri、Pascalia glauca、Wedelia glauca、Iphiona aucheriなどです。また、 Coffea arabicaにも非常に低濃度で含まれています。[1]
これらの植物の生育地は広範囲に渡って広がっているため、ATR は世界中で簡単に入手できます。
しかし、植物に含まれるATR濃度は、種、季節、原産地によって異なります。例えば、イタリアのサルデーニャ島とシチリア島で乾燥したAtractlyis gummiferaで測定されたATR含有量は、シチリア地方の含有量が約5倍高く、両地域とも寒い月に含有量が高くなることが分かりました。[3]
さらに、一部の伝統医学では、アトラクチロシドを含む植物の調製がアトラクチロシド含有量に影響を与えます。煎じ薬や浸出液などの調製技術により、目的の化合物が抽出され、その後、内容物が希釈または濃縮される可能性があります。[5]
歴史
アトラクチロシドは少なくとも西暦100年から毒物として使われてきましたが、1868年にルフランクがアトラクチリス・グミフェラから抽出するまで単離・特徴づけされていませんでした。[6] [2] 1955年にイタリアで、1975年にアルジェリアで子供がこの植物の一部を食べて注目を集めた事故の後、アトラクチロシドへの関心が再燃し、その後の研究が行われました。[7]
歴史的に、ATR 植物源は、その治療特性、魔術的宗教的目的、またはその毒性など、さまざまな理由で使用されてきました。その治療用途は他の化合物の偶然の存在によるものである可能性がありますが、ATR 含有植物の用途には、副鼻腔炎、頭痛、梅毒性潰瘍の治療、歯のホワイトニングなどがあります。また、Atractylis gummiferaは北アフリカで使用されている伝統的なハーブであり、Callilepis laureola は南アフリカのズールー族の間では治療用途と悪霊を追い払うという精神的な文脈の両方でよく知られています。 [8]
ATR の毒性は高用量で摂取すると自殺や殺人に利用されるが、特に注目を集めた事件は報告されていない。少なくとも、ATR 中毒を特定するのが難しいためである。自殺や殺人よりも、ATR は偶発的な中毒の結果であることが多い。家畜の放牧は動物を中毒させる可能性がある。 [2]一方、ATR を含む植物の意図しない過剰摂取や暴露は人間を中毒させる可能性がある。特に、Atractylis gummifera は野生のアーティチョークや他の野菜と簡単に混同され、その甘い味の根は摂取しやすい。[3]
構造と反応性
アトラクチロシドは親水性グリコシドです。修飾されたグルコースは、β1-グリコシド結合によって疎水性ジテルペンのアトラクチリゲニンに結合しています。カルボキシル基は、C4 の軸位にあります。グルコース部分は、C2' 原子でイソ吉草酸、 C3' および C4' 原子で硫酸でエステル化されています。加水分解により、 D -(+)-グルコース分子、イソ吉草酸、アトラクチリゲニン、および 2 つの硫酸分子が得られます。ATR の 2 つの硫酸基とカルボキシル基は、生理学的条件下では脱プロトン化されています。したがって、ATR は三重負電荷を帯びています。
アトラクチレノリドの改変型は、アトラクチリゲニンのC4原子にカルボキシル基を追加したもので、カルボキシアトラクチロシド（CATR）と呼ばれ、「グミフェリン」と呼ばれることもあります。[9] [10]右側のATR/CATR化学構造は、化合物間のこの違いを示しています。[11]
作用機序
ミトコンドリアの生化学的研究では、実際のトランスポーターが特定される前から、アトラクチロシドの ADP/ATP 輸送に対する影響が認識されていました。ATR または CATR は、ミトコンドリア内膜にあるADP/ATP トランスロカーゼに結合します。ATR は 5 mmolの濃度までトランスロカーゼに競合的に結合しますが、CATR は非競合的に結合します。その結果、ADPとATPの交換は行われなくなり、細胞はエネルギー不足で死にます。
アトラクチロシドの化学構造と電荷分布は ADP のものと似ています。硫酸基はリン酸基に対応し、グルコース部分はリボース部分に対応し、疎水性アトラクチリゲニン残基は ADP の疎水性プリン残基に対応します。
アトラクチリゲニンのC4原子上のカルボキシル基は毒性に重要である。これがヒドロキシル基（アトラクチリトリオール）に還元されると、物質は無毒になる。硫酸基のいずれかを変更すると、化合物は無毒になる。[12] 一方、グルコース部分のC6原子上の遊離ヒドロキシ基は、化合物の効力を失うことなく変更することができる。
中毒
症状
植物に含まれるアトラクチロシド（ATR）を摂取すると、毒性の高い配糖体であるカルボキシアトラクチロシド（CATR）も含まれることが多い。 [3]
A. gummifera、C. laureola、Xanthium、またはそれらの抽出物を摂取すると、胃腸の痛み、吐き気、下痢、嘔吐の症状を引き起こす可能性があります。また、呼吸抑制により低酸素血症を引き起こし、組織の低酸素症、けいれん、硬直、痙攣につながる可能性があります。[4]これらの症状に続いて昏睡に陥るケースがいくつかあります。死後の分析では、肝細胞の損傷と腎不全が示される場合があります。[3]
最近の文献では、ATRを皮膚に持続的に塗布すると、肝腎障害を含む上記のような症状を引き起こすことが報告されている。[13]
識別/定量化
ハーブ毒素の検出は、植物の種類が多岐にわたり、標準的なスクリーニングが限られているため、一般的に診断上の問題を引き起こしてきました。[14] [15]長い間、ATR中毒の特定は、死後の腎臓または肝臓の分析に限られていました。その後、体液（血液または尿）中のATRの存在を特定するための開発が行われましたが、これは高濃度のATRでのみ機能しました。現在、最近の研究では、法医学毒物学に適用するために必要な感度と特異性が確立されています。[4]
以下の手順の開発は、主に以下の文献に遡る、失敗した識別方法の調査結果に依存しており、これらの文献では、時間の経過とともに特異性と感度が向上しています。ATR 識別に関する研究は限られているため、次の文献が主要な調査ソースとなります。
- 1999年：高速液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法（HPLC-MS-MS）を用いて全血中のアトラクチロシドの定量測定法を初めて確立[16]
- 2001年：GC-MS法ではアトラクチロシド断片を検出するために誘導体化が必要となった。[17]
- 2004年：ウォーターズサーマビーム検出器を使用したLC-MS（EI）により分子の完全な断片化が達成され、クロマトグラフィー分離後のATRの検出にはより穏やかなイオン化技術（ESI）が使用されて成功した。[18]
- 2006年：ESI、溶離液組成、その他の実験条件を用いた手順のさらなる開発が行われたが、法医学への特異性はまだ欠けていた。[15]
Carlier らによる手法では、高性能液体クロマトグラフィーと高分解能タンデム質量分析法(HPLC-HRMS/MS) を組み合わせて使用します。血液または尿サンプルから ATR と CATR を抽出した後、逆相 HPLC で分離します。MS 検出には、負イオン化モードで加熱エレクトロスプレーした後、四重極オービトラップ高解像度検出器を使用します。これらの抽出技術により、ATR と CATR がそれぞれ 71.1% と 48.3% 得られ、これらの結果は法医学の国際基準である精度 ( LLOQで ≤15% または ≤20%) と正確さ ( LLOQで 80% から 115% または 80% から 120% ) を満たしました。[4]
参考までに、追加の情報源では、NMR、MS、IRなどでアトラクチロシドの完全な特性が調べられています。 [19]
致死性
ラットにおけるATRの平均致死量（腹腔内）は143 mg/kg、CATRでは2.9 mg/kgである。このATRの致死量は、注射後、急性尿細管壊死が起こるまで約150～180分かかる。[20]この致死量は種や曝露方法によって異なる。例えば、ラットにおけるATRの平均致死量（皮下）は155 mg/kgである。他の種におけるATRの公表されている平均致死量は、ウサギで250 mg/kg（皮下）、モルモットで200 mg/kg（腹腔内）、イヌで15 mg/kg（静脈内）である。[1]
参照
参考文献
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