ألوكسان

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

الألوكسان ، الذي يُشار إليه أحيانًا باسم أحادي هيدرات الألوكسان ، هو مركب عضوي صيغته الكيميائية OC(NHCO) ₂C (OH) ₂ . يُصنف كمشتق من البيريميدين . يُعرف أيضًا بمشتقه اللامائي OC(NHCO) ₂CO ، بالإضافة إلى مشتق ثنائي . تُعد هذه المركبات من أقدم المركبات العضوية المعروفة، وتُظهر مجموعة متنوعة من الأنشطة البيولوجية.

التاريخ والأدب

اكتُشف هذا المركب على يد جوستوس فون ليبيغ وفريدريش فولر، وهو من أقدم المركبات العضوية المعروفة. أُعدّ لأول مرة عام 1818 على يد لويجي فالنتينو بروناتيللي (1761-1818) [ 3 ] [ 4 ] ، وسُمّي عام 1838 على يد فولر وليبيغ . [ 5 ] اسم "ألوكسان" مُشتق من دمج كلمتي " ألانتوين " و"أوكسالوريك" ( حمض الأكساليك ). وُصف نموذج الألوكسان لمرض السكري لأول مرة في الأرانب على يد دان وشيهان وماكليتشي عام 1943. [ 6 ] الاسم مُشتق من الألانتوين، وهو ناتج عن حمض اليوريك يُفرزه الجنين في الكيس المحي ، وحمض الأوكسالوريك المُشتق من حمض الأكساليك واليوريا ، الموجود في البول .

استُخدم الألوكسان في إنتاج صبغة الموريكسيد الأرجوانية ، التي اكتشفها كارل فيلهلم شيل عام 1776. الموريكسيد هو نتاج تفاعل معقد متعدد الخطوات يحدث في الموقع بين الألوكسانتين والأمونيا الغازية . وينتج الموريكسيد عن تكثيف اليوراميل، وهو مركب وسيط غير معزول، مع الألوكسان المتحرر أثناء التفاعل.

صبغة الموريكسيد (على اليمين) ناتجة عن تفاعل الألوكسانتين (على اليسار)

استخلص شيل حمض اليوريك من حصى الكلى البشرية وأطلق على المركب اسم حمض الليثيك. وفي عام 1818، درس ويليام براوت هذا المركب، مستخدماً براز أفعى البوا العاصرة الذي يحتوي على ما يصل إلى 90% من يورات حمض الأمونيوم.

في فصل "النيتروجين" من مذكراته "الجدول الدوري " ، يروي بريمو ليفي محاولته الفاشلة لصنع الألوكسان لصالح شركة مستحضرات تجميل قرأت أنه قد يسبب احمرارًا دائمًا للشفاه. فكّر ليفي في استخدام روث الثعابين كمصدر لحمض اليوريك لصنع الألوكسان، لكن مدير حديقة حيوان تورينو رفض طلبه لأن الحديقة لديها بالفعل عقود مربحة مع شركات الأدوية، مما اضطره لاستخدام الدجاج كمصدر لحمض اليوريك. إلا أن عملية التخليق باءت بالفشل، "وبقي الألوكسان واسمه الرنان مجرد اسم رنان". [ 7 ]

توليف

تم الحصول عليه في الأصل عن طريق أكسدة حمض اليوريك بواسطة حمض النيتريك . ويتم تحضيره عن طريق أكسدة حمض الباربيتوريك بواسطة ثالث أكسيد الكروم . [ 8 ]

ردود الفعل

التحلل المائي

الألوكسان غير مستقر للغاية في المحلول المائي، حيث يتحلل مائياً إلى حمض الألوكسانيك . في الظروف الفيزيولوجية، يُقدر عمر النصف للألوكسان بـ 1.5  دقيقة. [ 9 ]

تخفيض

قد يُختزل الألوكسان إلى حمض الديالوريك ، الذي يمتلك بنية مختزلة ، مشابهة لحمض الأسكوربيك (فيتامين ج). [ 10 ] ومع ذلك، وعلى عكس حمض الأسكوربيك، فإن للألوكسان وحمض الديالوريك تأثيرات فسيولوجية قوية مؤكسدة.

يمكن تحضير مشتق ثنائي من الألوكسانتين عن طريق الاختزال الجزئي للألوكسان باستخدام كبريتيد الهيدروجين . [ 2 ]

الألوكسان (يسار) مع حمض الديالوريك (وسط) والألوكسانتين (يمين)

يخضع أحادي هيدرات الألوكسان أيضًا لاختزال إلكترون واحد لتكوين أملاح صفراء تحتوي على أنيون جذري مستقر : [ 10 ]

2 C 4 H 4 N 2 O 5 + 2 KCN → 2 [ K + ] [ C 4 H 2 N 2 O 4 • − ] + (CN) 2 + 2 H 2 O

التأثيرات البيولوجية

الألوكسان نظير سام للجلوكوز ، يُدمر بشكل انتقائي الخلايا المنتجة للأنسولين في البنكرياس (أي خلايا بيتا ) عند إعطائه للقوارض والعديد من أنواع الحيوانات الأخرى. يُسبب هذا داء السكري المعتمد على الأنسولين (يُسمى "سكري الألوكسان") لدى هذه الحيوانات، بخصائص مشابهة لداء السكري من النوع الأول لدى البشر. يُعد الألوكسان سامًا بشكل انتقائي لخلايا بيتا البنكرياسية المنتجة للأنسولين لأنه يتراكم بشكل تفضيلي في خلايا بيتا من خلال امتصاصه عبر ناقل الجلوكوز GLUT2 . تشير الدراسات إلى أن الألوكسان لا يُسبب داء السكري لدى البشر. [ 11 ] وقد وجد باحثون آخرون فرقًا كبيرًا في مستويات الألوكسان في بلازما الأطفال المصابين وغير المصابين بداء السكري من النوع الأول. [ 12 ]

توليد أنواع الأكسجين التفاعلية

يخضع الألوكسان ( C₄H₂N₂O₄ ) بسهولة لدورة أكسدة-اختزال، حيث ينتج عنه نواتج اختزال أحادية الإلكترون (C₄H₃N₂O₄• سيميكينون ) وثنائية الإلكترون ( حمض الديالوريك ، C₄H₄N₂O₄ ) . [ 13 ] في وجود عوامل اختزال داخلية مثل الجلوتاثيون ( أو ثيولات أخرى ) ، يؤدي ذلك إلى توليد أنواع الأكسجين التفاعلية السامة ( ROS ) من خلال تفاعل نواتج اختزال الألوكسان مع الأكسجين الجزيئي والأنواع ذات الصلة. [ 11 ]

C₄H₂N₂O₄ + GSH → C₄H₃N₂O₄ • + GS •​​​​​​​​​​
C₄H₃N₂O₄ • + GSH → C₄H₄N₂O₄ + GS •​​​​​​​​​​
C₄H₄N₂O₄ + O₂ → C₄H₃N₂O₄ • + O₂ • − + H⁺​​​​​​​​​​​​​
C₄H₃N₂O₄ • + O₂ → C₄H₂N₂O₄ + O₂ • − + H⁺​​​​​​​​​​​​​

التأثير على خلايا بيتا

نظرًا لقدرته على قتل خلايا بيتا المنتجة للأنسولين في البنكرياس بشكل انتقائي، يُستخدم الألوكسان لتحفيز داء السكري في حيوانات المختبر. [ 14 ] [ 15 ] ويرجع ذلك على الأرجح إلى امتصاصه الانتقائي نظرًا لتشابهه البنيوي مع الجلوكوز ، فضلًا عن آلية امتصاصه عالية الكفاءة في خلايا بيتا (GLUT2). إضافةً إلى ذلك، يتمتع الألوكسان بألفة عالية للمركبات الخلوية المحتوية على مجموعات الثيول (SH)، مما يؤدي إلى خفض مستوى الجلوتاثيون. علاوةً على ذلك، يُثبط الألوكسان إنزيم جلوكوكيناز، وهو بروتين يحتوي على مجموعات الثيول (SH) ضروري لإفراز الأنسولين المُحفز بالجلوكوز. [ 16 ]

أظهرت معظم الدراسات أن الألوكسان ليس سامًا لخلايا بيتا البشرية، حتى عند تناوله بجرعات عالية جدًا، ربما بسبب اختلاف آليات امتصاص الجلوكوز بين البشر والقوارض. [ 17 ] [ 18 ]

ومع ذلك، فإن الألوكسان سام للكبد والكلى عند تناوله بجرعات عالية، حيث أن هذه الأنسجة هي التي يتم فيها التعبير عن ناقل GLUT2 في البشر. [ 11 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ فهرس ميرك ، الطبعة الحادية عشرة، 281 .
  2. 1 2 تيبسون، آر إس (1953). "ألوكسانتين ثنائي الهيدرات" . التخليق العضوي . 33 : 3المجلدات المجمعة ، المجلد 4، صفحة 25  .
  3. ^ لويجي فالنتينو بروجناتيلي . يُستشهد به أيضًا باسم: لويجي جاسباري بروجناتيلي ولويجي فينتشنزو بروجناتيلي.
  4. ↑ انظر:
  5. ^ F. Wöhler und J. Liebig (1838) " Unter suchungen über die Natur der Harnsäure" (تحقيقات في طبيعة حمض البوليك)، Annalen der Chemie und Pharmacie ، 26  : 241-340. تم تسمية Alloxan على ص. 252 وتحضيره وخصائصه موجود في ص 256 وما بعدها.
  6. ↑ دان، جيه إس؛ شيهان، إتش إل؛ ماكليتشي، إن جي بي (1943). "نخر جزر لانغرهانس الناتج تجريبياً". لانسيت . 241 (6242): 484-487 . doi : 10.1016/S0140-6736(00)42072-6 .
  7. ↑ بريمو ليفي، الجدول الدوري (نيويورك: شوكن، 1984)، ترجمة ريموند روزنتال، 183.
  8. ^ هولمجرين، إيه في؛ وينر، دبليو (1952). "ألوكسان مونوهيدرات" . التوليفات العضوية . 32 : 6المجلدات المجمعة ، المجلد 4، صفحة 23  .
  9. ↑ لينزن، سيغورد [بالألمانية] ؛ مونداي، ريكس (سبتمبر 1991). "تفاعل مجموعة الثيول، ومحبة الماء، واستقرار الألوكسان، ونواتج اختزاله، ومشتقاته N-ميثيل، ومقارنة مع النينهيدرين". علم الأدوية الكيميائية الحيوية . 42 (7): 1385-1391 . doi : 10.1016/0006-2952(91)90449-F . PMID 1930261 . 
  10. 1 2 إندو، تاكيشي؛ كودو، أكيرا؛ أوكاوارا، ماكوتو (1 نوفمبر 1979). "اختزال الألوكسان بواسطة أيون السيانيد. عزل أملاح أنيون جذر الألوكسان والألوكسانتين". نشرة الجمعية الكيميائية اليابانية . 52 (11): 3473-3474 . doi : 10.1246/bcsj.52.3473 .
  11. لينزن ، س . (2008). "آليات داء السكري الناجم عن الألوكسان والستربتوزوتوسين" . مجلة داء السكري . 51 (2): 216-226 . doi : 10.1007/s00125-007-0886-7 . PMID 18087688 . 
  12. ^ مروزيكيويتش، أ. كيلستروككزيوسكا-مروزيكيويتش، د.؛ ليستروكويكي، Z .؛ شمارا، إي؛ كورزينيوسكا، ك.؛ مروزيكيويتش، بي إم (1994). “مستويات الدم من الألوكسان لدى الأطفال المصابين بداء السكري المعتمد على الأنسولين”. اكتا ديابتولوجيكا . 31 (4): 236-237 . دوى : 10.1007 / bf00571958 . بميد 7888696 . S2CID 12726659 .  
  13. ^ تشيروينسكا، مالجورزاتا؛ سيكورا، آدم؛ زاجيرسكي، بيوتر؛ أداموس، يناير؛ مارسينك، أندريه؛ غوبيكي، جيرزي؛ بيدناريك، باويل (1 يونيو 2006). “الجوانب الميكانيكية لنشاط الألوكسان السكري: دور رئيسي لانعكاس Keto-Enol لحمض الديالوريك في التأين”. مجلة الكيمياء الفيزيائية أ . 110 (22): 7272– 7278. بيب كود : 2006JPCA..110.7272C . دوى : 10.1021/jp0614594 . بميد 16737280 . 
  14. ↑ دانيلوفا آي جي؛ سارابولتسيف بي إيه؛ ميدفيديفا إس يو؛ جيت آي إف؛ بولافينتسيفا تي إس؛ سارابولتسيف إيه بي (2014). "إعادة تشكيل مورفولوجية لعضلة القلب خلال المرحلة المبكرة من داء السكري التجريبي". سجل التشريح . 298 (2): 396-407 . doi : 10.1002/ar.23052 . hdl : 10995/73117 . PMID 25251897. S2CID 205412167 .  
  15. ↑ ألفريدو ريغالي؛ لوريتو، فيرونيكا دي، محرران. (12 مايو 2009). نماذج جراحية تجريبية في جرذ المختبر . بوكا راتون: مطبعة سي آر سي. doi : 10.1201/9781420093278 . ISBN 978-0-429-14721-0.
  16. ↑ سكوديلسكي تي (2001). "آلية عمل الألوكسان والستربتوزوتوسين في الخلايا البائية في بنكرياس الفئران". مجلة البحوث الفيزيولوجية . 50 (6): 536-546 . PMID 11829314 . 
  17. ↑ تيربيرغ، ب.؛ أندرسون، أ.؛ بورغ، ل.أ. (2001). "الاختلافات بين الأنواع في حساسية جزر البنكرياس المزروعة والمستنبتة لسم الألوكسان الذي يصيب خلايا بيتا". علم الغدد الصماء العام والمقارن . 122 (3): 238-251 . doi : 10.1006/gcen.2001.7638 . PMID 11356036 . 
  18. ↑ إيزيريك، د.ل.؛ بايبليرز، د.ج.؛ لينغ، ز.؛ ويلش، ن.؛ هيلرستروم، س.؛ أندرسون، أ. (1994). "الاختلافات الرئيسية بين البشر والقوارض في قابلية الإصابة بخلايا بيتا البنكرياسية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 91 (20): 9253-9256 . Bibcode : 1994PNAS...91.9253E . doi : 10.1073/pnas.91.20.9253 . PMC 44790. PMID 7937750 .