Gelsemine (C 20 H 22 N 2 O 2 ) es un alcaloide indol aislado de plantas con flores del género Gelsemium , una planta nativa de las Américas subtropicales y tropicales y el sureste de Asia, y es un compuesto altamente tóxico que actúa como paralizante, exposición a la cual puede resultar en la muerte. Por lo general, tiene una potente actividad como agonista del receptor de glicina de mamíferos , cuya activación conduce a un potencial postsináptico inhibidor en las neuronas después del cloruro.afluencia de iones, y sistémicamente, a la relajación muscular de intensidad variable y efecto deletéreo. A pesar de su peligro y toxicidad, investigaciones farmacológicas recientes han sugerido que las actividades biológicas de este compuesto pueden ofrecer oportunidades para desarrollar tratamientos relacionados con el estrés oxidativo inducido por xenobióticos o la dieta, y de la ansiedad y otras afecciones, con investigaciones en curso que incluyen intentos de identificar más seguros derivados y análogos para aprovechar los efectos beneficiosos de la gelsemina.
![]() Gelsemina (gelsemina), un alcaloide indol | |
Datos clinicos | |
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Código ATC |
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Identificadores | |
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Número CAS |
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PubChem CID | |
ChemSpider | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
Tarjeta de información ECHA | 100.007.360 ![]() |
Datos químicos y físicos | |
Fórmula | C 20 H 22 N 2 O 2 |
Masa molar | 322,408 g · mol −1 |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
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Fuentes naturales
La gelsemina se encuentra y se puede aislar del género de plantas de flores subtropicales a tropicales Gelsemium , familia Loganiaceae , que en 2014 incluía cinco especies, donde G. sempervirens Ait., La especie tipo, prevalece en las Américas y G. elegans Benth. en China y Asia Oriental. [1] [2] La especie en las Américas, G. sempervirens , tiene varios nombres comunes que incluyen jazmín amarillo o de Carolina (o jessamine), gelsemium, trompeta de tarde y woodbine. [3] [4] El género de plantas es nativo de las Américas subtropicales y tropicales , por ejemplo, en México , Honduras , Guatemala y Belice , [2] así como en China y el sureste de Asia. [2] La especie es apreciada por sus "flores amarillas fuertemente fragantes" y se ha cultivado desde mediados del siglo XVII (en Europa). [2] Se encuentra en los estados del sureste y centro-sur de los EE. UU., [3] y como planta de jardín en áreas más cálidas donde se puede entrenar para crecer sobre pérgolas o para cubrir paredes (ver imagen). [5]
Todas las partes de las plantas de la hierba y los exudados de este género, incluidos su savia y néctar, parecen contener gelsemina y compuestos relacionados [6] , así como una amplia variedad de alcaloides adicionales y otros productos naturales. [1] Se sabe que la hierba de la planta, en particular, contiene varios alcaloides tóxicos y, en general, se sabe que es venenosa para el ganado y los seres humanos. [2]
Química
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/6/67/GELSEMINA.png/170px-GELSEMINA.png)
La gelsemina se aisló de G. sempervirens Ait., En 1870. [7] [8] Se determinó que su fórmula química era C 20 H 22 N 2 O 2 , por tanto con un peso molecular de 322,44 g / mol. [9] Su estructura fue finalmente determinada, por análisis cristalográfico de rayos X y por espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), en 1959 por Conroy y Chakrabarti. [10] [7] [8]
Es un tipo monoterpenoide de alcaloide indol , [11] y un pariente cercano del producto natural gelseminina, que también está presente de las mismas fuentes naturales. [6] La clase de alcaloides gelsemina son algunos de una amplia variedad de alcaloides y otros productos naturales que se han aislado de este género de plantas. [1]
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/3/36/Strictosidine.svg/190px-Strictosidine.svg.png)
Biosíntesis de gelsemina, a partir de 1998, se cree que proceden de 3α ( S ) - strictosidine (isovincoside), el precursor común para esencialmente todos los alcaloides de indol-sí monoterpenoides directamente derivadas de ácido mevalónico derivada de secologanina y triptamina . [12] [11] : pág. 629 A partir de la estrictosidina, la biosíntesis procede a través de cinco intermedios, que incluyen koumicine ( akkuammidine ), koumidine , vobasindiol , anhydrovobasindiol y gelsenidine ( tipo humantienine ). [11] : pág. 629 [13] Los alcaloides relacionados koumina y gelsemicina también se derivan de esta vía (koumine de anhidrovobasindiol a través de oxidación y reordenamiento, y gelsemicine de gelsemine mismo, a través de oxidación aromática y O-metilación). [11] : pág. 629 [13] : pág. 132ff Para la síntesis química (síntesis de productos naturales, estudios y síntesis total), consulte la sección separada a continuación.
Resumen de actividades biológicas
Las secciones completas a continuación están dedicadas a actividades específicas de la gelsemina. Se destacan los hechos de que es un compuesto altamente tóxico, donde la exposición puede resultar en parálisis y muerte. Se informa que es un agonista del receptor de glicina con una afinidad de unión significativamente mayor por algunos de estos receptores que su agonista nativo, la glicina . Además, se ha demostrado que tiene efectos sobre las vías / sistemas en animales modelo (rata, conejo), relacionados con el estrés oxidativo inducido por xenobióticos o la dieta, y en el tratamiento de la ansiedad y otras afecciones.
Historia
Los extractos de gelsimium y, por lo tanto, la gelsemina, indirectamente, han sido objeto de estudios científicos serios durante más de cien años. En el aspecto médico, las tinturas de gelsemio se utilizaron en el tratamiento de la neuralgia por médicos en Inglaterra, a finales del siglo XIX; Arthur Conan Doyle , el célebre autor que se formó por primera vez como médico, después de observar el éxito de tales tratamientos, ingirió dosis crecientes de una tintura diariamente, para "determinar hasta dónde se puede llegar al tomar el medicamento y cuáles son los síntomas primarios de una podría ser una sobredosis ”, al presentar la primera publicación de su carrera sobre esto en el British Medical Journal. [14] [ fuente primaria ] En el lado de la química, la reunión de diciembre de 1910 de la División de Química Farmacéutica, de la Sociedad Química Estadounidense , entre los informes se lee, el "Ensayo de Gelsemium" de LE Sayre. [15] [ fuente primaria ]
Mecanismos de accion
Gelsemine es un agonista del receptor de glicina (GlyR) con una afinidad mucho mayor por los ejemplos estudiados de este receptor que la glicina. [ cita requerida ] Cuando se activan los receptores de glicina, los iones de cloruro ingresan a la neurona causando un potencial postsináptico inhibitorio que, sistémicamente, conduce a la relajación muscular. [16] [ fuente primaria ] [se necesita una mejor fuente ]
Toxicidad y toxicología
En ratones, se ha demostrado que tiene una LD 50 de 56 mg / kg (intraperitoneal), [17] y una dosis letal más baja (LD Mín ) de 0,1-0,12 mg / kg (por vía intravenosa). [18] En conejos, el LD Lo fue de 0.05-0.06 mg / kg (intravenoso). [18] En las ranas, la LD Lo fue de 20 a 30 mg / kg (subcutánea). [18] En perros, la LD Lo fue de 0,5 a 1,0 mg / kg (intravenoso). [18]
La savia de la planta puede causar irritación de la piel en personas sensibles, y hay informes de que la inhalación de las flores por sí sola puede, en algunos casos, provocar intoxicación humana (ver más abajo, donde también se informa la muerte de insectos en tales flores). [2]
Se sabe que la hierba de la planta contiene varios alcaloides tóxicos, y aunque hay informes de que se alimenta a los cerdos, generalmente se considera un veneno abortivo y letal cuando el ganado u otros animales se alimentan de sus hojas. [2] Según los informes, también se ha utilizado como veneno para peces, por ejemplo, en la isla de Borneo . [2]
Se conocen intoxicaciones humanas, incluidos casos pediátricos y adultos, y en el caso de adultos, intoxicaciones tanto accidentales como intencionales. A dosis más bajas en humanos, el potencial postsináptico inhibidor inducido por la acción de la gelsemina en el receptor de glicina puede resultar en náuseas, diarrea y espasmos musculares causados por la pérdida del control muscular involuntario; en dosis más altas, pueden producirse problemas de visión o ceguera, parálisis y la muerte. [ cita requerida ] Los niños, confundiendo la flor de G. sempervirens con madreselva , han sido envenenados al chupar el néctar de la flor; su ingestión también se ha asociado con muertes de abejas melíferas (pero no abejorros) (p. ej., en el sureste de los EE. UU.). [19] [ página necesaria ] [2] [20] Según informes, se ha utilizado, por ingestión o tabaquismo, como veneno en casos de suicidio , en China , Vietnam y Borneo . [2]
Tratamiento
La gelsemina es una sustancia altamente tóxica y, por lo tanto, posiblemente mortal para la que no existe un antídoto , pero los síntomas pueden tratarse en intoxicaciones a dosis bajas. En el caso de una exposición oral se realiza un lavado gástrico , que debe realizarse dentro de aproximadamente una hora de la ingestión. Luego se administra carbón activado para unir la toxina libre en el tracto gastrointestinal para prevenir la absorción. Generalmente, también se administran benzodiazepina o fenobarbital para ayudar a controlar las convulsiones, y se puede usar atropina para tratar la bradicardia . Los niveles de electrolitos y nutrientes se monitorean y controlan. [9]
En el caso de una exposición de la piel, la zona se lava con agua y jabón durante 15 minutos para evitar daños en la piel . [9]
Si bien no existe un tratamiento actual para revertir los efectos del envenenamiento por gelsemina, la investigación preliminar ha sugerido que la estricnina tiene aplicaciones terapéuticas potenciales debido a sus efectos antagonistas en el receptor de glicina. [21] [ fuente primaria ] [se necesita una mejor fuente ]
Síntesis química
La síntesis química de gelsemina ha sido un objetivo activo de interés desde principios de la década de 1990, dado su lugar entre los alcaloides y su compleja estructura (siete estereocentros contiguos y seis anillos). [7] [se necesita una mejor fuente ] Su primera síntesis total racémica fue en 1994, por el grupo de WN Speckamp, con un primer rendimiento notable de 0.83% (dado el rango posterior, antes de 2014, de 0.02-1.2%). [22] [7] [se necesita una mejor fuente ]
En la literatura se han informado ocho síntesis totales adicionales, incluidas las de los grupos de AP Johnson en 1994, T. Fukuyama en 1996 y nuevamente en 2000, DJ Hart en 1997, LE Overman en 1999, SJ Danishefsky en 2002 e Y. Qin en 2012, siendo la última síntesis del grupo Fukuyama (31 pasos, 0,86%) y la síntesis del grupo Qin (25 pasos, 1%) asimétrica. [7] [Se necesita una mejor fuente ] En 2015 se informó una síntesis asimétrica adicional utilizando un enfoque organocatalítico Diels-Alder de los grupos FG Qiu y H. Zhai en China, que informaron 12 pasos notables y un rendimiento del 5%. [7]
Posibles aplicaciones médicas
Utilidad médica moderna
La investigación farmacológica ha sugerido que las actividades de la gelsemina tienen un potencial relacionado con el tratamiento de la ansiedad y en el tratamiento de afecciones que involucran estrés oxidativo. Además, se ha observado que la gelsemina tiene actividades antiinflamatorias y anticancerígenas. La investigación reciente sobre gelsemina ha incluido investigaciones destinadas a desarrollar análogos y derivados de gelsemina más seguros que podrían permitir la aplicación segura de los efectos beneficiosos de los compuestos. [ cita requerida ]
Se cree que los efectos ansiolíticos identificados de las preparaciones derivadas de Gelsemium sempervirens se deben en gran parte a la presencia de gelsemina en tales preparaciones. [23] [ verificación necesaria ] Basado en un estudio en ratas, se ha informado que el uso de gelsemina es potencialmente efectivo, donde la comparación fue con el tratamiento con diazepam. [21] [ fuente primaria ]
Se ha sugerido que la gelsemina tiene potencial para ofrecer efectos protectores contra el estrés oxidativo . En un pequeño estudio en ratas, se examinaron los efectos fuera del objetivo del cisplatino (nefrotoxicidad que surge de su inducción de vías que generan especies reactivas de oxígeno, un factor que afecta su uso en el tratamiento del cáncer) y se descubrió que la gelsemina atenúa significativamente el daño inducido por cisplatino al ADN, y daño general adicional debido a mecanismos oxidativos. Se observó la inhibición de la xantina oxidasa y las actividades de peroxidación de lípidos, junto con "una mayor producción y / o actividad de antioxidantes, tanto enzimáticos ... como no enzimáticos ...". [24] [ fuente primaria ] [se necesita una mejor fuente ]
En un pequeño estudio con conejos, se examinó el impacto de la administración de gelsemina en los parámetros relacionados con la hiperlipidemia inducida por la dieta, donde se observó que el gelsemina mejoraba los parámetros del perfil lipídico asociados con la hiperlipidemia en un grado significativo, así como para "disminuir [e] la hiperlipidemia- indujo estrés oxidativo de una manera dependiente de la dosis ", según lo determinado por las actividades alteradas de varios niveles de actividad enzimática y metabolitos relevantes. Los resultados, tomados en conjunto, llevaron a los autores del estudio a concluir que los suplementos de gelsemina a los animales expuestos a dietas ricas en grasas pueden ser útiles para revertir los efectos y proteger los tejidos del estrés oxidativo resultante de dichas dietas. [25] [ fuente primaria ] [se necesita una mejor fuente ]
Se ha observado que la gelsemina tiene actividad antiinflamatoria. [se necesita aclaración ] [24] [ fuente primaria ] [se necesita una mejor fuente ]
Se ha observado que la gelsemina tiene actividad anticancerígena. [se necesita aclaración ] [24] [ fuente primaria ] [se necesita una mejor fuente ]
Usos médicos tradicionales
Las preparaciones de la planta de la que deriva la gelsemina, Gelsemium sempervirens , se han utilizado como tratamiento para una variedad de dolencias, por ejemplo, mediante el uso de tinturas de Gelsemium. [ cita requerida ] Las aplicaciones han incluido el tratamiento del acné, la ansiedad, el dolor de oído, la migraña y, en general, las enfermedades asociadas con una respuesta inflamatoria, y en casos de función nerviosa anormal (parálisis, sensación de "hormigueo", neuralgia, etc. ). [26] [ fuente primaria ] [ fuente no confiable ]
Ver también
- Gelsemium sempervirens
- Estricnina
- Alcaloides
Referencias
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