NITROFURANS: MGA KATANGIAN, MEKANISMO NG PAGKILOS AT PAG-UURI - CHEMISTRY - 2025

Ang nitrofurans ay mga kemikal na compound na may antimicrobial synthetic malawak na spectrum. Madalas itong ginagamit upang makontrol ang mga impeksyon sa bakterya sa mga hayop na pinalaki para sa komersyal na interes.

Sa kasalukuyan mayroong isang mahigpit na kontrol sa kanilang paggamit, dahil ipinakita na ang mga ito ay potensyal na carcinogenic at mutagenic para sa DNA sa loob ng mga cell ng tao.

Ang grapikong diagram ng balangkas ng kemikal ng nitrofural, isang compound ng antibacterial (Pinagmulan: Vaccinationist sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang paggamit nito bilang isang preventive at therapeutic na paggamot sa mga hayop na itinaas para sa paggawa ng pagkain at pagkonsumo ng karne ay ipinagbabawal kahit na. Kinokontrol at sinusuri ng European Union ang pagkakaroon ng mga antibiotics na batay sa nitrofuran sa karne, isda, hipon, gatas at mga itlog.

Ang mga unang ulat tungkol sa pagkilos ng antibacterial ng mga nitrofurans at ang kanilang mga derivatives ay nagsimula noong 1940. Ito ay noong 1944 nang, dahil sa kanilang pagkilos na antimicrobial, sinimulan nilang magamit nang malakas sa paghahanda ng mga sabon, topical, deodorants, antiseptics , atbp.

Bagaman mayroong isang malaking halaga ng mga nakasulat na panitikan sa mga nitrofurans at kanilang mga derivatives, kaunti ang nalalaman tungkol sa mekanismo ng pagkilos ng mga compound na ito, bagaman ang mga metabolite ng nitrofurans ay ipinakita na mas nakakalason kaysa sa mga orihinal na compound. .

Mga katangian ng nitrofurans

Ang mga compound na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang heterocyclic singsing na binubuo ng apat na carbon atoms at isang oxygen; ang mga kahalili ay isang pangkat na azomethine (-CH = N-) na nakakabit sa carbon 2 at isang grupong nitro (NO2) na nakakabit sa carbon 5.

Dodd at Stillmanl, noong 1944, sinubukan ang 42 derivatives ng furan, natuklasan na ang nitrofurazone (ang unang nitrofuran) ay naglalaman ng pangkat na azomethine (-CH = N-) bilang isang kadena sa gilid, ang tambalang ito ay naging lubos na epektibo bilang isang antimicrobial kemikal kapag inilapat sa isang pangkasalukuyan.

Bilang karagdagan, sinabi ni Dodd at Stillmanl na wala sa mga nitrofuran compound na natagpuan sa kalikasan. Ngayon ay patuloy itong nangyayari, ang lahat ng mga nitrofurans ay synthesized synthetically sa laboratoryo.

Ang mga Nitrofurans ay orihinal na tinukoy bilang mga chemotherapeutic compound, dahil kinokontrol nila ang mga impeksyon sa bakterya at tila hindi "nakakapinsala" sa pasyente na naniniktik sa kanila.

Sa pagitan ng 1944 at 1960, higit sa 450 na mga compound na katulad ng nitrofurazone ay synthesized at pinag-aralan upang matukoy ang kanilang mga katangian ng antimicrobial, ngunit sa kasalukuyan ay anim lamang ang ginagamit sa komersyo, ito ang:

- Nitrofurazone

- Nifuroxime

- Guanofuracin hydrochloride

- Nitrofurantoin

- Furazolidone

- Panazona

Karamihan sa mga compound na ito ay hindi maganda natutunaw sa tubig at ang ilan ay natutunaw lamang sa mga solusyon sa acid, sa pamamagitan ng pagbuo ng mga asing-gamot. Gayunpaman, lahat sila ay madaling malulusaw sa polyethylene glycols at sa dimethylformamide.

Mga mekanismo ng aksyon

Ang paraan kung saan kumikilos ang mga nitrofurans sa loob ng mga organismo, ay hindi pa rin naiintindihan, bagaman iminungkahi na ang kanilang mekanismo ng pagkilos ay may kinalaman sa pagbasag ng singsing ng nitrofuran.

Naghiwalay ito at naghihiwalay sa loob ng mga taong may panggagamot. Ang mga branched nitro group ay naglalakbay sa daloy ng agos at naging naka-embed sa pamamagitan ng mga covalent bond sa mga tisyu at cell wall ng bakterya, fungi, at iba pang mga pathogens.

Bukod dito, dahil ang mga compound na ito ay mabilis na na-metabolize sa loob ng katawan pagkatapos ng paglunok, bumubuo sila ng mga metabolite na nagbubuklod sa mga protina ng tisyu at lumikha ng kawalang-tatag at kahinaan sa panloob na istruktura ng tisyu ng pasyente at ang pathogen.

Ang grapikong diagram ng balangkas ng kemikal ng nifuratel, isang antifungal compound (Pinagmulan: Vaccinationist Via Wkimedia Commons)

Ang mga compound at iba't ibang mga derivatives ng nitrofurans ay nagpapakita ng isang variable na pagiging epektibo sa bawat species ng bakterya, protozoan at fungus. Gayunpaman, sa mababang konsentrasyon ang karamihan sa mga nitrofurans ay kumikilos bilang mga bacteriostatic compound.

Sa kabila ng pagiging bacteriostatic, kapag ang mga compound ay inilalapat sa bahagyang mas mataas na konsentrasyon sila ay nagiging bactericidal. Ang ilan ay kahit na bactericidal sa minimal na pag-iipon ng pagsasama.

Ang mga Nitrofurans ay may kakayahang lumipat sa isang tira na paraan sa pangalawang species, na ipinakita sa pamamagitan ng sumusunod na eksperimento:

Ang karne ng baboy ay ginagamot sa carbon 14 (C14) na may label na nitrofurans. Ang isang pangkat ng mga daga ay pagkatapos ay pinapakain ang ganoong karne at, pagkatapos, natagpuan na tungkol sa 41% ng kabuuang halaga ng mga nitrofurans na may label at pinamamahalaan sa karne ay nasa loob ng mga daga.

Pag-uuri

Ang mga Nitrofurans ay karaniwang naiuri sa dalawang klase: klase A at klase B.

Ang Class A ay binubuo ng mas simpleng mga nitrofurans na kinakatawan ng kung ano ang kilala bilang "formula I", kung saan ang mga R group ay alkyl, acyl, hydroxyalkyl o carboxyl group, kasama ang mga esters at ilang mga derivatives.

Ang ilang mga compound ng klase A o "formula I" ay: nitrofuraldehydes at ang kanilang mga diacetates, methylnitrofuryl ketone, nitrosilvan (5-nitro-2-methylfuran), nitrofurfuryl alkohol at ang mga ester at iba pang mga compound na may katulad na istraktura.

Sa klase B ay pinagsama-sama ng mga derivatives ng ordinaryong mga carbonyl tulad ng semicarbazone, oxime at ang mas kumplikadong mga analogue na inihanda hanggang sa mga laboratoryo. Ang mga compound na ito ay tinatawag na "formula II".

Ang parehong mga klase ay minarkahan ng aktibidad na antimicrobial sa vitro, ngunit ang ilang mga miyembro ng klase B ay may mas mahusay sa aktibidad ng vivo kaysa sa alinman sa mga compound na kabilang sa klase A.

Mga metabolite ng Nitrofuran

Ang parmasyutiko na paggamit ng nitrofurans ay ipinagbabawal ng European Union, dahil kahit na ang mga nitrofurans at ang kanilang mga derivatives ay mabilis na napagsimulan ng metabolismo ng mga pasyente, bumubuo sila ng isang serye ng mga matatag na metabolite na nagbubuklod sa mga tisyu at potensyal nakakalason.

Ang mga metabolite na ito ay madaling pinakawalan dahil sa solubility ng nitrofurans sa acidic pHs.

Kaya, ang acid hydrolysis na nangyayari sa tiyan ng mga hayop at mga pasyente na ginagamot sa nitrofurans ay gumagawa ng maraming reaktibo na metabolite na may kakayahang covalently na nagbubuklod sa mga macromolecule ng tisyu, tulad ng mga protina, lipid, at iba pa.

Sa lahat ng mga hayop na gumagawa ng pagkain ang mga metabolite na ito ay may napakahabang kalahating buhay. Kapag natupok ang mga ito bilang pagkain, ang mga metabolite na ito ay maaaring pakawalan o, kabiguan iyon, ang kanilang mga kadena sa gilid.

Ang mga mahigpit na pagsubok ay kasalukuyang isinasagawa sa mga pagkaing pinagmulan ng hayop na may mataas na kahusayan na chromatography na likido (pangalan na nagmula sa English High Performance Liquid Chromatography) upang makita ang hindi bababa sa 5 ng mga metabolite ng nitrofurans at ang kanilang mga derivatives, ito ang:

- 3-amino-2-oxazolidinone

- 3-amino-5-methylmorpholino-2-oxazolidinone

- 1-aminohydantoin

- Semicarbazide

- 3,5-dinitrosalicylic acid hydrazide

Ang lahat ng mga compound na ito ay pinakawalan bilang mga metabolite ng nitrofuran kemikal na reagents ay potensyal na carcinogenic at mutagenic sa DNA. Bukod dito, ang mga compound na ito ay maaaring maglabas ng kanilang sariling mga metabolite sa panahon ng acid hydrolysis.

Ipinapahiwatig nito na ang bawat tambalan ay isang potensyal na nakakalason na metabolite para sa indibidwal pagkatapos ng acid hydrolysis sa loob ng tiyan.

Mga Sanggunian

1. Cooper, KM, & Kennedy, DG (2005). Ang Nitrofuran antibiotic metabolites ay nakita sa mga bahagi bawat milyong konsentrasyon sa retina ng mga baboy-isang bagong matrix para sa pinahusay na pagsubaybay sa pang-aabuso sa nitrofuran. Analyst, 130 (4), 466-468.
2. EFSA Panel on Contaminants sa Food Chain (CONTAM). (2015). Opisyal ng Siyentipiko sa mga nitrofurans at ang kanilang mga metabolite sa pagkain. EFSA Journal, 13 (6), 4140.
3. Hahn, FE (Ed.). (2012). Mekanismo ng pagkilos ng mga ahente ng antibacterial. Springer Science & Business Media.
4. Herrlich, P., & Schweiger, M. (1976). Ang Nitrofurans, isang pangkat ng mga synthetic antibiotics, na may isang bagong mode ng pagkilos: diskriminasyon ng mga tiyak na klase ng messenger RNA. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences, 73 (10), 3386-3390.
5. McCalla, DR (1979). Mga Nitrofurans. Sa Mekanismo ng Pagkilos ng Mga Ahente ng Antibaksyon (pp. 176-213). Springer, Berlin, Heidelberg.
6. Miura, K., & Reckendorf, HK (1967). 6 Ang mga Nitrofurans. Sa Pag-unlad sa medisina ng panggamot (Tomo 5, pp. 320-381). Elsevier.
7. Olive, PL, & McCalla, DR (1975). Pinsala sa mammalian cell DNA ng mga nitrofurans. Ang pananaliksik sa kanser, 35 (3), 781-784.
8. Paul, HE, Ells, VR, Kopko, F., & Bender, RC (1959). Ang metabolikong pagkasira ng mga nitrofurans. Journal of Medicinal Chemistry, 2 (5), 563-584.
9. Vass, M., Hruska, K., & Franek, M. (2008). Nitrofuran antibiotics: isang pagsusuri sa aplikasyon, pagbabawal at tira sa pagsusuri. Ang gamot na Veterinarni, 53 (9), 469-500.