Параксантин, або 1,7-диметилксантин — диметиловий похідний , структурно споріднений кофеїну.
Параксантин | |
---|---|
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
Примітки картки |
Виробництво та метаболізм
Не відомо, чи параксантин виробляється рослинами, але спостерігається в природі як метаболіт кофеїну у тварин і деяких видів бактерій. Після прийому приблизно 84 % кофеїну деметилюється в 3-положенні з утворенням параксантину, що робить його основним метаболітом кофеїну в організмі людини.
Параксантин також є основним метаболітом кофеїну в організмі людини та інших тварин, наприклад мишей. Незабаром після прийому кофеїн метаболізується в параксантин печінковим цитохромом P450, який видаляє метильну групу з N3-положення кофеїну. Після утворення параксантин може бути розщеплений до 7-метилксантину шляхом деметилювання положення N1, який згодом деметилюється в ксантин або окислюється CYP2A6 і CYP1A2 до 1,7-диметилсечової кислоти. В іншому шляху параксантин розщеплюється на 5-ацетиламіно-6-форміламіно-3-метилурацил за допомогою N-ацетилтрансферази 2, який потім розщеплюється на 5-ацетиламіно-6-аміно-3-метилурацил шляхом неферментативного розкладання. У ще одному шляху параксантин метаболізується CYPIA2, утворюючи 1-метилксантин, який потім може метаболізуватися ксантиноксидазою з утворенням 1-метилсечової кислоти.
Деякі запропоновані шляхи синтезу кофеїну використовують параксантин як проміжний продукт. Однак його відсутність в аналізах рослинних алкалоїдів означає, що вони рідко, якщо взагалі виробляються безпосередньо рослинами.
Фармакологія та фізіологічні ефекти
Як і кофеїн, параксантин є психоактивним стимулятором центральної нервової системи (ЦНС) .
Фармакодинаміка
Дослідження показують, що, подібно до кофеїну, одночасний антагонізм рецепторів аденозину відповідає за стимулюючі ефекти параксантину. Спорідненість зв'язування параксантин-аденозинового рецептора (21 мкМ для A1 , 32 мкМ для A2 A , 4,5 мкМ для A2 B і >100 для мкМ для A3) є подібною або трохи сильнішою, ніж кофеїн, але слабшою, ніж теофілін.
Параксантин є селективним інгібітором цГМФ-переважної активності фосфодіестерази (PDE9) і, як припускають, збільшує вивільнення глутамату та дофаміну шляхом посилення сигналізації оксиду азоту. Активація шляху оксид азоту — цГМФ може бути причиною деяких поведінкових ефектів параксантину, які відрізняються від ефектів кофеїну.
Параксантин є конкурентним неселективним інгібітором фосфодіестерази, який підвищує внутрішньоклітинний цАМФ, активує PKA, інгібує TNF-альфа і синтез лейкотрієну, а також зменшує запалення та вроджений імунітет.
На відміну від кофеїну, параксантин діє як ферментативний ефектор Na + /K + АТФази . В результаті він відповідає за посилений транспорт іонів калію в скелетну м'язову тканину. Подібним чином, сполука також стимулює збільшення концентрації іонів кальцію в м'язах.
Фармакокінетика
Фармакокінетичні параметри параксантину подібні до параметрів кофеїну, але суттєво відрізняються від параметрів теоброміну та теофіліну, інших основних метаболітів метилксантину, похідних від кофеїну в людини (табл. 1).
Текст заголовка | Період напіввиведення з плазми(t 1/2 ; год) | Обсяг розподілу(V; л/кг) | Плазмовий кліренс(CL; мл/хв/кг) |
---|---|---|---|
Кофеїн | 4,1 ± 1,3 | 1,06 ± 0,26 | 2,07 ± 0,96 |
Параксантин | 3,1 ± 0,8 | 1,18 ± 0,37 | 2,20 ± 0,91 |
Теобромін | 7,2 ± 1,6 | 0,79 ± 0,15 | 1,20 ± 0,40 |
Теофілін | 6,2 ± 1,4 | 0,77 ± 0,17 | 0,93 ± 0,22 |
Використання
Параксантин є інгібітором фосфодіестерази типу 9 (PDE9), і він продається як дослідницька молекула для цієї ж мети.
Токсичність
Вважається, що параксантин виявляє меншу токсичність, ніж кофеїн і метаболіт кофеїну, теофілін . На моделі миші внутрішньоочеревинне введення параксантину в дозі 175 мг/кг/день не призводило до загибелі тварини чи явних ознак стресу; для порівняння, внутрішньоочеревинна ЛД50 для кофеїну у мишей становить 168 мг/кг. У дослідженнях клітинних культур in vitro повідомляється, що параксантин менш шкідливий, ніж кофеїн, і найменш шкідливий з метаболітів, отриманих кофеїном, з точки зору токсичності для гепатоцитів.
Як і інші метилксантини, параксантин, як повідомляється, є тератогенним при введенні у високих дозах; але це менш сильний тератоген порівняно з кофеїном і теофіліном. Дослідження на мишах щодо потенціювання впливу метилксантинів, які вводилися разом з мітоїцином С, на тератогенність показало, що частота вроджених вад для кофеїну, теофіліну та параксантину становила 94,2 %, 80 % та 16,9 % відповідно; Крім того, середня вага при народженні значно зменшилася у мишей, які отримували кофеїн або теофілін при одночасному введенні з мітоміцином С, але не для параксантину, який вводили разом з мітоміцином С.
У дослідженні in vitro з використанням людських лімфоцитів повідомлялося, що параксантин є значно менш кластогенним порівняно з кофеїном або теофіліном.
Посилання
- Mazzafera, Paulo (1 травня 2004). Catabolism of caffeine in plants and microorganisms. https://doi.org/10.2741/1339.
- Fuhr, Uwe (5 жовтня 1993). Biotransformation of methylxanthines in mammalian cell lines genetically engineered for expression of single cytochrome P450 isoforms. Allocation of metabolic pathways to isoforms and inhibitory effects of quinolones. https://doi.org/10.1016/0300-483X(93)90064-Y.
- Summers, Ryan (12 лютого 2015). Genetic characterization of caffeine degradation by bacteria and its potential applications. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12262.
- Jacobson, Kenneth (01 січня 2010). Xanthines as Adenosine Receptor Antagonists. 10.1007/978-3-642-13443-2_6.
- Guerreiro, Serge (1 жовтня 2008). Paraxanthine, the Primary Metabolite of Caffeine, Provides Protection against Dopaminergic Cell Death via Stimulation of Ryanodine Receptor Channels. https://doi.org/10.1124/mol.108.048207.
- Guitart, Xavier (April 2013). Psychostimulant pharmacological profile of paraxanthine, the main metabolite of caffeine in humans. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2012.11.029.
- Ferré, Sergi (24 червня 2013). Paraxanthine: Connecting Caffeine to Nitric Oxide Neurotransmission. https://doi.org/10.1089/jcr.2013.0006.
- Essayan, David (01 листопада 2001). Cyclic nucleotide phosphodiesterases. https://doi.org/10.1067/mai.2001.119555.
- G. York, Raymond (December 1986). Teratogenicity of paraxanthine (1,7-dimethylxanthine) in C57BL/6J mice. https://doi.org/10.1002/tera.1420340307.
- Gressner, Olav (05 червня 2009). Identification of paraxanthine as the most potent caffeine-derived inhibitor of connective tissue growth factor expression in liver parenchymal cells. https://doi.org/10.1111/j.1478-3231.2009.01987.x.
- Fujii, Takaaki (October 1983). Potentiating effects of methylxanthines on teratogenicity of mitomycin C in mice. https://doi.org/10.1002/tera.1420280214.
- Kazmer, Sonja (February 1975). The effect of methylxanthines on chromosomes of human lymphocytes in culture. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0165116175900643?via%3Dihub.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Paraksantin abo 1 7 dimetilksantin dimetilovij pohidnij strukturno sporidnenij kofeyinu Paraksantin Yaksho ne zaznacheno inshe dani navedeno dlya rechovin u standartnomu stani za 25 C 100 kPa Instrukciya z vikoristannya shablonu Primitki kartki Paraksantin ParaksantinVirobnictvo ta metabolizmNe vidomo chi paraksantin viroblyayetsya roslinami ale sposterigayetsya v prirodi yak metabolit kofeyinu u tvarin i deyakih vidiv bakterij Pislya prijomu priblizno 84 kofeyinu demetilyuyetsya v 3 polozhenni z utvorennyam paraksantinu sho robit jogo osnovnim metabolitom kofeyinu v organizmi lyudini Paraksantin takozh ye osnovnim metabolitom kofeyinu v organizmi lyudini ta inshih tvarin napriklad mishej Nezabarom pislya prijomu kofeyin metabolizuyetsya v paraksantin pechinkovim citohromom P450 yakij vidalyaye metilnu grupu z N3 polozhennya kofeyinu Pislya utvorennya paraksantin mozhe buti rozsheplenij do 7 metilksantinu shlyahom demetilyuvannya polozhennya N1 yakij zgodom demetilyuyetsya v ksantin abo okislyuyetsya CYP2A6 i CYP1A2 do 1 7 dimetilsechovoyi kisloti V inshomu shlyahu paraksantin rozsheplyuyetsya na 5 acetilamino 6 formilamino 3 metiluracil za dopomogoyu N acetiltransferazi 2 yakij potim rozsheplyuyetsya na 5 acetilamino 6 amino 3 metiluracil shlyahom nefermentativnogo rozkladannya U she odnomu shlyahu paraksantin metabolizuyetsya CYPIA2 utvoryuyuchi 1 metilksantin yakij potim mozhe metabolizuvatisya ksantinoksidazoyu z utvorennyam 1 metilsechovoyi kisloti Deyaki zaproponovani shlyahi sintezu kofeyinu vikoristovuyut paraksantin yak promizhnij produkt Odnak jogo vidsutnist v analizah roslinnih alkaloyidiv oznachaye sho voni ridko yaksho vzagali viroblyayutsya bezposeredno roslinami Farmakologiya ta fiziologichni efektiYak i kofeyin paraksantin ye psihoaktivnim stimulyatorom centralnoyi nervovoyi sistemi CNS Farmakodinamika Doslidzhennya pokazuyut sho podibno do kofeyinu odnochasnij antagonizm receptoriv adenozinu vidpovidaye za stimulyuyuchi efekti paraksantinu Sporidnenist zv yazuvannya paraksantin adenozinovogo receptora 21 mkM dlya A1 32 mkM dlya A2 A 4 5 mkM dlya A2 B i gt 100 dlya mkM dlya A3 ye podibnoyu abo trohi silnishoyu nizh kofeyin ale slabshoyu nizh teofilin Paraksantin ye selektivnim ingibitorom cGMF perevazhnoyi aktivnosti fosfodiesterazi PDE9 i yak pripuskayut zbilshuye vivilnennya glutamatu ta dofaminu shlyahom posilennya signalizaciyi oksidu azotu Aktivaciya shlyahu oksid azotu cGMF mozhe buti prichinoyu deyakih povedinkovih efektiv paraksantinu yaki vidriznyayutsya vid efektiv kofeyinu Paraksantin ye konkurentnim neselektivnim ingibitorom fosfodiesterazi yakij pidvishuye vnutrishnoklitinnij cAMF aktivuye PKA ingibuye TNF alfa i sintez lejkotriyenu a takozh zmenshuye zapalennya ta vrodzhenij imunitet Na vidminu vid kofeyinu paraksantin diye yak fermentativnij efektor Na K ATFazi V rezultati vin vidpovidaye za posilenij transport ioniv kaliyu v skeletnu m yazovu tkaninu Podibnim chinom spoluka takozh stimulyuye zbilshennya koncentraciyi ioniv kalciyu v m yazah Farmakokinetika Farmakokinetichni parametri paraksantinu podibni do parametriv kofeyinu ale suttyevo vidriznyayutsya vid parametriv teobrominu ta teofilinu inshih osnovnih metabolitiv metilksantinu pohidnih vid kofeyinu v lyudini tabl 1 Tekst zagolovka Period napivvivedennya z plazmi t 1 2 god Obsyag rozpodilu V l kg Plazmovij klirens CL ml hv kg Kofeyin 4 1 1 3 1 06 0 26 2 07 0 96 Paraksantin 3 1 0 8 1 18 0 37 2 20 0 91 Teobromin 7 2 1 6 0 79 0 15 1 20 0 40 Teofilin 6 2 1 4 0 77 0 17 0 93 0 22 Vikoristannya Paraksantin ye ingibitorom fosfodiesterazi tipu 9 PDE9 i vin prodayetsya yak doslidnicka molekula dlya ciyeyi zh meti ToksichnistVvazhayetsya sho paraksantin viyavlyaye menshu toksichnist nizh kofeyin i metabolit kofeyinu teofilin Na modeli mishi vnutrishnoocherevinne vvedennya paraksantinu v dozi 175 mg kg den ne prizvodilo do zagibeli tvarini chi yavnih oznak stresu dlya porivnyannya vnutrishnoocherevinna LD50 dlya kofeyinu u mishej stanovit 168 mg kg U doslidzhennyah klitinnih kultur in vitro povidomlyayetsya sho paraksantin mensh shkidlivij nizh kofeyin i najmensh shkidlivij z metabolitiv otrimanih kofeyinom z tochki zoru toksichnosti dlya gepatocitiv Yak i inshi metilksantini paraksantin yak povidomlyayetsya ye teratogennim pri vvedenni u visokih dozah ale ce mensh silnij teratogen porivnyano z kofeyinom i teofilinom Doslidzhennya na mishah shodo potenciyuvannya vplivu metilksantiniv yaki vvodilisya razom z mitoyicinom S na teratogennist pokazalo sho chastota vrodzhenih vad dlya kofeyinu teofilinu ta paraksantinu stanovila 94 2 80 ta 16 9 vidpovidno Krim togo serednya vaga pri narodzhenni znachno zmenshilasya u mishej yaki otrimuvali kofeyin abo teofilin pri odnochasnomu vvedenni z mitomicinom S ale ne dlya paraksantinu yakij vvodili razom z mitomicinom S U doslidzhenni in vitro z vikoristannyam lyudskih limfocitiv povidomlyalosya sho paraksantin ye znachno mensh klastogennim porivnyano z kofeyinom abo teofilinom PosilannyaMazzafera Paulo 1 travnya 2004 Catabolism of caffeine in plants and microorganisms https doi org 10 2741 1339 Fuhr Uwe 5 zhovtnya 1993 Biotransformation of methylxanthines in mammalian cell lines genetically engineered for expression of single cytochrome P450 isoforms Allocation of metabolic pathways to isoforms and inhibitory effects of quinolones https doi org 10 1016 0300 483X 93 90064 Y Summers Ryan 12 lyutogo 2015 Genetic characterization of caffeine degradation by bacteria and its potential applications https doi org 10 1111 1751 7915 12262 Jacobson Kenneth 01 sichnya 2010 Xanthines as Adenosine Receptor Antagonists 10 1007 978 3 642 13443 2 6 Guerreiro Serge 1 zhovtnya 2008 Paraxanthine the Primary Metabolite of Caffeine Provides Protection against Dopaminergic Cell Death via Stimulation of Ryanodine Receptor Channels https doi org 10 1124 mol 108 048207 Guitart Xavier April 2013 Psychostimulant pharmacological profile of paraxanthine the main metabolite of caffeine in humans https doi org 10 1016 j neuropharm 2012 11 029 Ferre Sergi 24 chervnya 2013 Paraxanthine Connecting Caffeine to Nitric Oxide Neurotransmission https doi org 10 1089 jcr 2013 0006 Essayan David 01 listopada 2001 Cyclic nucleotide phosphodiesterases https doi org 10 1067 mai 2001 119555 G York Raymond December 1986 Teratogenicity of paraxanthine 1 7 dimethylxanthine in C57BL 6J mice https doi org 10 1002 tera 1420340307 Gressner Olav 05 chervnya 2009 Identification of paraxanthine as the most potent caffeine derived inhibitor of connective tissue growth factor expression in liver parenchymal cells https doi org 10 1111 j 1478 3231 2009 01987 x Fujii Takaaki October 1983 Potentiating effects of methylxanthines on teratogenicity of mitomycin C in mice https doi org 10 1002 tera 1420280214 Kazmer Sonja February 1975 The effect of methylxanthines on chromosomes of human lymphocytes in culture https www sciencedirect com science article abs pii 0165116175900643 via 3Dihub