أوبين

الأوابين / wɑːˈbɑːɪn / [ 1 ] أو / ˈwɑːbeɪn , ˈwæ- / (من الصومالية waabaayo ، وتعني " سم السهام"، عبر الفرنسية ouabaïo ) ، والمعروف أيضًا باسم غاما -ستروفانثين ، هو مادة سامة مشتقة من النباتات، كانت تُستخدم تقليديًا كسم للسهام في شرق أفريقيا للصيد والحرب. الأوابين جليكوسيد قلبي ، ويمكن استخدامه طبيًا بجرعات منخفضة لعلاج انخفاض ضغط الدم وبعض اضطرابات نظم القلب. يعمل عن طريق تثبيط مضخة أيونات الصوديوم والبوتاسيوم (Na+/K+-ATPase) . [ 2 ] ومع ذلك، لوحظت تكيفات في الوحدة الفرعية ألفا من مضخة أيونات الصوديوم والبوتاسيوم ( Na + /K + -ATPase) عبر استبدال الأحماض الأمينية، في بعض الأنواع، وتحديدًا بعض أنواع الحشرات العاشبة، مما أدى إلى مقاومة السم. [ 3 ]

يُصنف هذا المركب كمادة شديدة الخطورة في الولايات المتحدة وفقًا للمادة 302 من قانون التخطيط للطوارئ وحق المجتمع في المعرفة (42 USC 11002)، ويخضع لمتطلبات إبلاغ صارمة من قبل المنشآت التي تنتجه أو تخزنه أو تستخدمه بكميات كبيرة. [ 4 ]

مصادر

يمكن العثور على الأوابين في جذور وسيقان وأوراق وبذور نباتات Acokanthera schimperi و Strophanthus gratus ، وكلاهما موطنهما الأصلي شرق إفريقيا. [ 5 ]

نبات أكوكانثيرا شيمبيري
نبات ستروفانثوس غراتوس

آلية العمل

الأوابين هو جليكوسيد قلبي يعمل عن طريق تثبيط مضخة أيونات الصوديوم والبوتاسيوم Na + /K + -ATPase بشكل غير انتقائي. [ 2 ] بمجرد ارتباط الأوابين بهذا الإنزيم، يتوقف الإنزيم عن العمل، مما يؤدي إلى زيادة تركيز الصوديوم داخل الخلايا. هذه الزيادة في تركيز الصوديوم داخل الخلايا تقلل من نشاط مبادل الصوديوم والكالسيوم (NCX)، الذي يضخ أيوني كالسيوم خارج الخلية وثلاثة أيونات صوديوم داخلها وفقًا لتدرج تركيزها. لذلك، فإن انخفاض تدرج تركيز الصوديوم داخل الخلية، والذي يحدث عند تثبيط Na+/K+-ATPase، يقلل من قدرة NCX على العمل. وهذا بدوره يرفع تركيز الكالسيوم داخل الخلايا. [ 6 ] ينتج عن ذلك زيادة في قوة انقباض عضلة القلب وزيادة في التوتر المبهمي القلبي . كما يمكن أن يؤثر التغير في تدرجات الأيونات الناتج عن الأوابين على جهد غشاء الخلية ويؤدي إلى اضطرابات في نظم القلب.

أعراض

يمكن الكشف عن جرعة زائدة من الأوابين من خلال ظهور الأعراض التالية: ارتعاش سريع في عضلات الرقبة والصدر، ضيق في التنفس ، زيادة في معدل ضربات القلب وعدم انتظامها، ارتفاع في ضغط الدم، تشنجات، أزيز، طقطقة، وخرخرة متقطعة. قد تحدث الوفاة نتيجة توقف القلب . [ 5 ]

علم السموم

الأوابين مركب شديد السمية، إلا أنه يتميز بانخفاض توافره الحيوي [ 2 ] ، كما أنه يُمتص بشكل ضعيف من الجهاز الهضمي نظرًا لتدمير جزء كبير من الجرعة الفموية. يؤدي الحقن الوريدي إلى زيادة تركيزه المتاح في الجسم. بعد الحقن الوريدي، يبدأ مفعوله خلال 2-10 دقائق لدى البشر، ويستمر تأثيره الأقصى لمدة ساعة ونصف.

يتم التخلص من الأوابين عن طريق الإخراج الكلوي، دون تغيير إلى حد كبير، ويبلغ نصف عمره حوالي 21 ساعة لدى البالغين الأصحاء. [ 2 ]

التأثيرات البيولوجية

الأوابين الداخلي

في عام ١٩٩١، تم اكتشاف مثبط محدد لمضخة الصوديوم ذي ألفة عالية، لا يمكن تمييزه عن الأوابين، لأول مرة في الدورة الدموية البشرية [ ٧ ] ، واقتُرح كأحد الوسائط المحتملة لضغط الدم على المدى الطويل وزيادة إفراز الملح بعد زيادة تناول الملح والسوائل. [ ٨ ] كان هذا العامل مثبطًا لمضخة الصوديوم، ويعمل بطريقة مشابهة للديجيتاليس . أدت عدة تقنيات تحليلية إلى استنتاج أن هذا الجزيء المتداول هو الأوابين، وأن البشر ينتجونه كهرمون داخلي المنشأ. [ ٨ ] اتفق جزء كبير من المجتمع العلمي على أن هذا المثبط هو أوابين داخلي المنشأ، وأن هناك أدلة قوية تشير إلى أنه يُصنّع في الغدة الكظرية . [ ٨ ] أدى أحد التفسيرات التخمينية المبكرة للبيانات التحليلية إلى اقتراح أن الأوابين الداخلي المنشأ قد يكون الإيبيمر ١١، أي أحد متصاوغات الأوابين النباتي. [ ٩ ] مع ذلك، استُبعد هذا الاحتمال بطرقٍ مختلفة، منها تركيب الإيبيمر ١١ وإثبات اختلاف سلوكه الكروماتوغرافي عن الأوابين. والأهم من ذلك، أن الملاحظات الأولية المتعلقة بتحديد الأوابين في الثدييات أُعيدت وتأكدت باستخدام مصادر نسيجية متنوعة في ثلاث قارات مختلفة، وباستخدام أساليب تحليلية متقدمة، كما هو مُلخص في موضع آخر. [ ١٠ ]

على الرغم من التأكيد التحليلي الواسع النطاق، شكك البعض في كون هذه المادة الداخلية هي الأوابين. لم تستند هذه الحجج إلى بيانات تحليلية دقيقة بقدر ما استندت إلى حقيقة أن المقايسات المناعية ليست دقيقة تمامًا ولا موثوقة. ولذلك، اقتُرح أن بعض المقايسات الخاصة بالأوابين الداخلي قد كشفت عن مركبات أخرى أو فشلت في الكشف عن الأوابين على الإطلاق. [ 11 ] بالإضافة إلى ذلك، اقتُرح [ 11 ] أن الرامنوز، وهو سكر L المكون للأوابين، لا يمكن تصنيعه داخل الجسم على الرغم من البيانات المنشورة التي تُخالف ذلك. [ 12 ] ومن الحجج الأخرى ضد وجود الأوابين الداخلي عدم تأثير روستافوروكسين (مضاد مستقبلات الأوابين من الجيل الأول) على ضغط الدم لدى مجموعة غير مُنتقاة من مرضى ارتفاع ضغط الدم. [ 13 ]

الاستخدامات الطبية

لم يعد استخدام الأوابين معتمدًا في الولايات المتحدة الأمريكية. مع ذلك، يُستخدم الأوابين وريديًا منذ زمن طويل في فرنسا وألمانيا لعلاج قصور القلب، ولا يزال البعض يوصي باستخدامه وريديًا وفمويًا في علاج الذبحة الصدرية واحتشاء عضلة القلب ، على الرغم من ضعف امتصاصه وتفاوت فعاليته. وقد وثّقت العديد من الدراسات الخصائص الإيجابية للأوابين في الوقاية من هاتين الحالتين وعلاجهما. [ 14 ] [ 15 ]

استخدام الأوابين في الحيوانات

يقوم الجرذ الأفريقي المتوج بتلطيخ شعر خاصرته بالسموم.

يمتلك جرذ العرف الأفريقي ( Lophiomys imhausi ) شريطًا عريضًا من الشعر ذي حواف بيضاء يغطي منطقة من الجلد الغدي على الخاصرة. عندما يشعر الحيوان بالخطر أو الإثارة، ينتصب عرفه على ظهره وينفصل شريط الخاصرة، كاشفًا عن المنطقة الغدية. يتميز الشعر في هذه المنطقة بتخصصه العالي؛ فأطرافه تشبه الشعر العادي، ولكنه في باقي أجزائه إسفنجي وليفي وماص. من المعروف أن الجرذ يمضغ عمدًا جذور ولحاء شجرة السهام السامة ( Acokanthera schimperi )، التي تحتوي على الأوابين. بعد أن يمضغ الجرذ الشجرة، وبدلًا من ابتلاع السم، يدهن بقايا المضغ على شعر خاصرته المتخصص، والمتكيف لامتصاص المزيج السام. وبذلك، يخلق آلية دفاعية يمكنها أن تُمرض أو حتى تقتل الحيوانات المفترسة التي تحاول عضه. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

توليف

تم تحقيق التخليق الكلي للأوابين في عام 2008 في مختبر ديسلونغشامب بكندا. [ 19 ] وقد تم تخليقه بناءً على فرضية أن عملية التدوير الحلقي متعدد الأنيونات ( إضافة مايكل المزدوجة متبوعة بتكثيف ألدول ) ستتيح الوصول إلى وسيط رباعي الحلقات ذي الوظائف المطلوبة. [ 19 ] يوضح الشكل أدناه الخطوات الرئيسية في تخليق الأوابين.

الخطوات الرئيسية في عملية تصنيع الأوابين [ 20 ]

في عملية التخليق، قام تشانغ وزملاؤه من مختبر ديسلونغشامب بتكثيف سيكلوهكسينون A مع بديل نازاروف B في إضافة مايكل مزدوجة لإنتاج المركب ثلاثي الحلقات C. عند الموضع المحدد، تم اختزال C إلى الألدهيد، وحُميت مجموعة الكحول باستخدام إيثر بارا-ميثوكسي بنزيل (PMB) لتكوين طليعة الألدول اللازمة لإنتاج D. بعد عدة خطوات، تم إنتاج المركب الوسيط E. احتوى E على جميع الوظائف والتكوين الفراغي المطلوب لإنتاج الأوابين. تم تأكيد بنية E بالمقارنة مع ناتج تحلل الأوابين. أدى مثيلة E، المحفز بالروديوم، إلى إنتاج F. أدى نزع الهيدروكسيل والأكسدة الانتقائية لمجموعة الهيدروكسيل الثانوية في F إلى إنتاج G. تفاعل G مع كيتين ثلاثي فينيل فوسفورانيليدين، وتحللت روابط الإستر في G مائيًا لإنتاج أواباجينين، وهو طليعة الأوابين. أدى تفاعل الغليكوزيل مع الرامنوز في الأوابين إلى إنتاج الأوابين.

تاريخ

أفريقيا

من المعروف أن السموم المستخرجة من نباتات الأكوكانثيرا استُخدمت في أفريقيا منذ القرن الثالث قبل الميلاد، عندما ذكر ثيوفراستوس مادة سامة كان الإثيوبيون يدهنون بها سهامهم. [ 5 ] [ 21 ] استُخدمت السموم المستخرجة من هذا الجنس النباتي في جميع أنحاء شرق أفريقيا، وخاصةً كسموم للسهام في الصيد والحرب. ويحتوي نبات الأكوكانثيرا شيمبيري ، على وجه الخصوص، على كمية كبيرة من الأوابين، الذي كان الكينيون والتنزانيون والروانديون والإثيوبيون والصوماليون يستخدمونه كسموم للسهام. [ 5 ]

كان يُستخلص السم من أغصان وأوراق النبتة بغليها على النار، ثم تُغمس السهام في العصير الأسود المركز الشبيه بالقطران. [ 5 ] غالبًا ما كانت تُضاف بعض المواد السحرية إلى مستخلص الأوابين لجعل السم فعالًا وفقًا لرغبة الصياد. في كينيا، كان صانعو السموم من قبيلتي جيرياما ولانغولو يضيفون زبابة الفيل إلى خليط السم لتسهيل مطاردة فرائسهم. [ 5 ] لاحظوا أن زبابة الفيل تركض دائمًا في خط مستقيم، واعتقدوا أن هذه الخصائص تنتقل إلى السم. كان يُعتقد أن السهم المسموم المصنوع من هذه الزبابة يجعل الحيوان المطارد يتصرف مثلها ويركض في خط مستقيم. في رواندا، يقوم أفراد قبيلة نيامبو، المعروفون أيضًا بصانعي السهام المسمومة، بحصاد نباتات الأكونكاتيرا بناءً على عدد الحشرات الميتة الموجودة تحتها - فكثرة الحشرات الميتة تحت الشجيرة تدل على قوة السم. [ 5 ]

على الرغم من أن الأوابين كان يُستخدم كسمّ للسهام في المقام الأول للصيد، إلا أنه استُخدم أيضاً في المعارك. ومن الأمثلة على ذلك معركة ضد البرتغاليين الذين اقتحموا مومباسا عام 1505. وتشير السجلات البرتغالية إلى أنهم تكبّدوا خسائر فادحة جراء السهام المسمومة. [ 5 ]

أوروبا

تزامن التوسع الإمبراطوري الأوروبي واستكشاف أفريقيا مع صعود صناعة الأدوية الأوروبية في أواخر القرن التاسع عشر. [ 22 ] كانت القوات البريطانية هدفًا لسهام مسمومة بمستخلصات أنواع مختلفة من نبات الستروفانثوس . [ 22 ] كانوا على دراية بالخصائص السامة لهذه النباتات، وأحضروا عينات منها إلى أوروبا. في ذلك الوقت تقريبًا، ازداد الاهتمام بهذا النبات. كان معروفًا أن الأوابين سمٌّ للقلب، ولكن دارت بعض التكهنات حول استخداماته الطبية المحتملة. [ 5 ] [ 22 ]

في عام 1882، تم عزل الأوابين لأول مرة من النبات بواسطة الكيميائي الفرنسي ليون-ألبير أرنو كمادة غير متبلورة، والتي حددها على أنها جليكوسيد . [ 5 ] كان يُنظر إلى الأوابين كعلاج محتمل لبعض أمراض القلب.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "ouabain" في قاموس اللغة الإنجليزية العالمي
  2. 1 2 3 4 "أوابين C29H44O12" . PubChem . المكتبة الوطنية الأمريكية للطب.
  3. دوبلر إس، دالا إس، واغشال في، أغراوال إيه إيه (أغسطس 2012). "التطور التقاربي على مستوى المجتمع في تكيف الحشرات مع الكاردينوليدات السامة عن طريق الاستبدالات في إنزيم Na,K-ATPase" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 109 (32): 13040-13045 . doi : 10.1073/pnas.1202111109 . PMC 3420205. PMID 22826239 .  
  4. "40 CFR: الملحق أ للجزء 355 - قائمة المواد شديدة الخطورة وكميات التخطيط الحدية الخاصة بها" (ملف PDF) (طبعة 1 يوليو 2008 ). مكتب الطباعة الحكومي . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 25 فبراير 2012. تم الاطلاع عليه في 29 أكتوبر 2011 . 
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 نيوينجر، إتش دي (1996). علم النباتات العرقية الأفريقية : السموم والأدوية : الكيمياء، علم الأدوية، علم السموم . تشابمان وهول. ISBN   3-8261-0077-8. OCLC 34675903 . 
  6. يو إس بي، تشوي دي دبليو (يونيو 1997). "تيارات تبادل أيونات الصوديوم والكالسيوم في الخلايا العصبية القشرية: التشغيل الأمامي والعكسي المتزامن وتأثير الغلوتامات". المجلة الأوروبية لعلم الأعصاب . 9 (6): 1273-1281 . doi : 10.1111/j.1460-9568.1997.tb01482.x . PMID 9215711. S2CID 23146698 .  
  7. هاميلين جيه إم، بلاوستين إم بي، بوفا إس، دوشارم دي دبليو، هاريس دي دبليو، ماندل إف، وآخرون . (يوليو 1991). "تحديد وتوصيف مركب شبيه بالأوابين من بلازما الدم البشري" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 88 (14): 6259-6263 . Bibcode : 1991PNAS...88.6259H . doi : 10.1073 / pnas.88.14.6259 . PMC 52062. PMID 1648735 .   تصحيح في: وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية ، 1 نوفمبر 1991؛ 88(21):9907
  8. 1 2 3 مانونتا بي، فيراندي إم، بيانكي جي، هاملين جيه إم (يناير 2009). “ouabain الذاتية في وظيفة القلب والأوعية الدموية والأمراض”. مجلة ارتفاع ضغط الدم . 27 (1): 9– 18. دوى : 10.1097/hjh.0b013e32831cf2c6 . بميد 19050443 . S2CID 41618824 .  
  9. هاميلين جيه إم، لاريدو جيه، شاه جيه آر، لو زد آر، هاميلتون بي بي (أبريل 2003). "الهيدروكسيل في الموضع 11 في التخليق الحيوي للأوابين الداخلي: دلالات متعددة". حوليات أكاديمية نيويورك للعلوم . 986 (1): 685-693 . Bibcode : 2003NYASA.986..685H . doi : 10.1111/j.1749-6632.2003.tb07283.x . PMID 12763919. S2CID 23738926 .  
  10. هاميلين جيه إم، بلاوستين إم بي (سبتمبر 2016). " الأوابين الداخلي: التطورات الحديثة والجدل الدائر حوله" . ارتفاع ضغط الدم . 68 (3): 526-532 . doi : 10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.06599 . PMC 4982830. PMID 27456525 .  
  11. 1 2 لويس إل كيه، ياندل تي جي، هيلتون بي جيه، جنسن بي بي، بيج إي جيه، نيكولز إم جي (أكتوبر 2014). "الأوابين الداخلي ليس أوابينًا" . ارتفاع ضغط الدم . 64 (4): 680-683 . doi : 10.1161/hypertensionaha.114.03919 . PMID 25001271 . 
  12. مالاويستا، آي.، وديفيدسون، إي. أ. (ديسمبر 1961). "عزل وتحديد الرامنوز من جلد الأرنب". مجلة نيتشر . 192 (4805): 871-872 . Bibcode : 1961Natur.192..871M . doi : 10.1038/192871a0 . PMID: 14468825. S2CID : 4285678 .  
  13. ستايسن، جيه إيه، ثيجس، إل، ستولارز-سكريبك، كيه، باتشيري، إيه، بارتون، جيه، إسبوزيتي، إي دي، وآخرون . (يناير 2011). "النتائج الرئيسية لتجربة الأوابين والأدوكين للتدخل المحدد في الصوديوم في ارتفاع ضغط الدم (OASIS-HT): دراسة عشوائية مضبوطة بالغفل من المرحلة الثانية لتحديد جرعة روستافوروكسين" . التجارب . 12-13 . doi : 10.1186 /1745-6215-12-13 . PMC 3031200. PMID 21235787 .   
  14. فورستنورث ، هـ. (نوفمبر 2010). "الأوابين - أنسولين القلب" . المجلة الدولية للممارسة السريرية . 64 (12): 1591-1594 . doi : 10.1111/j.1742-1241.2010.02395.x . PMID 20946265. S2CID 6749622 .  
  15. كوان تي، دكتور في الطب، (2016) قلب الإنسان، القلب الكوني: سعي طبيب لفهم وعلاج والوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية، الفصل 9، رقم ISBN 9781603586191
  16. ويلش ج (2011). "جرذ عملاق يقتل المفترسات بشعر سام" . لايف ساينس . تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2011 .
  17. موريل ر (2011). "جرذ أفريقي متوج يستخدم حيلة السم لإحباط مفترسيه" . BBC.co.uk. تم الاطلاع عليه في 2 نوفمبر 2013 .
  18. "الفأر يصنع سمه بنفسه من شجرة سامة" . جامعة أكسفورد. 2011. مؤرشف من الأصل في 6 نوفمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 2 نوفمبر 2013 .
  19. 1 2 Zhang H, Sridhar Reddy M, Phoenix S, Deslongchamps P (2008). "التخليق الكلي للأواباجينين والأوابين". Angewandte Chemie International Edition . 47 (7): 1272–1275 . Bibcode : 2008ACIE...47.1272Z . doi : 10.1002/anie.200704959 . PMID 18183567 . 
  20. تشانغ هـ، ريدي إم إس، فينيكس إس، ديسلونغشامب بي (يونيو 2008). "تخليق الأوابين". سينفاكتس . 6 (6): 0562. doi : 10.1055/s-2008-1072606 .
  21. هوفمان آر إس، هاولاند إم إيه، ليوين إن إيه، نيلسون إل، غولدفرانك إل آر، فلومنباوم إن (23-12-2014). حالات الطوارئ السمية لغولدفرانك ( الطبعة العاشرة). نيويورك: ماكجرو هيل للتعليم. ISBN  978-0-07-180184-3. OCLC 861895453 . 
  22. 1 2 3 أوسيو-أساري (أغسطس 2008). "التنقيب البيولوجي والمقاومة: تحويل الأسهم المسمومة إلى حبوب ستروفانتين في ساحل الذهب الاستعماري، 1885-1922" . التاريخ الاجتماعي للطب . 21 (2): 269-290 . doi : 10.1093/shm/hkn066 .