و نتروفوران هي مركبات كيميائية مضادة للميكروبات مع طيف واسع الاصطناعية. غالبًا ما تستخدم هذه للسيطرة على الالتهابات البكتيرية في الحيوانات التي يتم تربيتها لأغراض تجارية.
في الوقت الحاضر ، هناك سيطرة صارمة على استخدامها ، حيث ثبت أنها من المحتمل أن تكون مسببة للسرطان ومطفرة للحمض النووي داخل الخلايا البشرية.
رسم تخطيطي للهيكل الكيميائي للنيتروفيورال ، مركب مضاد للبكتيريا (المصدر: التطعيم عبر ويكيميديا كومنز)
حتى أنه تم حظر استخدامه كعلاج وقائي وعلاجي للحيوانات التي تربى لإنتاج الغذاء واستهلاك لحومها. يراقب الاتحاد الأوروبي ويفحص وجود المضادات الحيوية القائمة على النيتروفوران في اللحوم والأسماك والروبيان والحليب والبيض.
تعود التقارير الأولى عن التأثير المضاد للبكتيريا للنيتروفيوران ومشتقاته إلى الأربعينيات من القرن الماضي. وكان ذلك في عام 1944 عندما بدأ استخدامها بشكل مكثف في تحضير الصابون والموضعات ومزيلات العرق والمطهرات بسبب تأثيرها المضاد للميكروبات. ، إلخ.
على الرغم من وجود قدر كبير من المؤلفات المكتوبة حول النيتروفوران ومشتقاته ، لا يُعرف سوى القليل عن آلية عمل هذه المركبات ، على الرغم من أن مستقلبات النيتروفوران قد ثبت أنها أكثر سمية من المركبات الأصلية نفسها..
خصائص النيتروفوران
تتميز هذه المركبات بحلقة دائرية غير متجانسة تتكون من أربع ذرات كربون وأكسجين واحد ؛ البدائل عبارة عن مجموعة أزوميثين (-CH = N-) مرتبطة بالكربون 2 ومجموعة نيترو (NO2) متصلة بالكربون 5.
اكتشف Dodd و Stillmanl ، في عام 1944 ، عند اختبار 42 من مشتقات الفوران ، أن النيتروفورازون (أول نيتروفوران) يحتوي على مجموعة أزوميثين (-CH = N-) كسلسلة جانبية ، وقد تبين أن هذا المركب فعال للغاية باعتباره مادة كيميائية مضادة للميكروبات عند استخدامه في موضعي.
بالإضافة إلى ذلك ، ادعى دود وستيلمانل أنه لم يتم العثور على أي من مركبات النيتروفوران في الطبيعة. واليوم لا يزال هذا هو الحال ، يتم تصنيع جميع النيتروفوران صناعيا في المختبر.
تم تعريف النيتروفوران في الأصل على أنه مركبات علاج كيميائي ، حيث إنها تتحكم في الالتهابات البكتيرية ويبدو أنها لم "تؤذي" المريض الذي تناولها.
بين عامي 1944 و 1960 ، تم تصنيع أكثر من 450 مركبًا مشابهًا للنيتروفورازون ودراستها لتحديد خصائصها المضادة للميكروبات ، ولكن حاليًا ستة منها فقط تستخدم تجاريًا ، وهي:
- نتروفورازون
- نيفوروكسيم
- هيدروكلوريد جوانوفوراسين
- نتروفورانتوين
- فيرازوليدون
- بانازونا
معظم هذه المركبات ضعيفة الذوبان في الماء وبعضها قابل للذوبان فقط في المحاليل الحمضية ، من خلال تكوين الأملاح. ومع ذلك ، فهي جميعها قابلة للذوبان بسهولة في البولي إيثيلين جليكول وفي ثنائي ميثيل فورماميد.
آليات العمل
الطريقة التي يتصرف بها النيتروفوران داخل الكائنات ليست مفهومة جيدًا حاليًا ، على الرغم من أنه قد تم اقتراح أن آلية عملها تتعلق بانهيار حلقة النيتروفوران.
هذا ينهار وينفصل داخل الأفراد المعالجين. تنتقل مجموعات النيترو المتفرعة عبر مجرى الدم وتصبح جزءًا لا يتجزأ من الروابط التساهمية في الأنسجة وجدران الخلايا من البكتيريا والفطريات ومسببات الأمراض الأخرى.
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن هذه المركبات يتم استقلابها بسرعة داخل الجسم بعد تناولها ، فإنها تشكل مستقلبات ترتبط ببروتينات الأنسجة وتخلق عدم استقرار وضعف في بنية الأنسجة الداخلية للمريض ومسببات الأمراض.
رسم تخطيطي للهيكل الكيميائي لـ nifuratel ، مركب مضاد للفطريات (المصدر: التطعيم عبر Wkimedia Commons)
تظهر المركبات ومشتقات النيتروفوران المختلفة فعالية متغيرة في كل نوع من أنواع البكتيريا والأوليات والفطريات. ومع ذلك ، عند التركيزات المنخفضة ، تعمل معظم النيتروفوران كمركبات جراثيم.
على الرغم من كونها مقاومة للجراثيم ، عندما يتم تطبيق المركبات بتركيزات أعلى قليلاً فإنها تصبح مبيد للجراثيم. حتى أن بعضها مبيد للجراثيم بتركيزات مثبطة قليلة.
النيتروفوران لديه القدرة على الانتقال بطريقة متبقية إلى الأنواع الثانوية ، والتي تم إثباتها من خلال التجربة التالية:
تمت معالجة لحم الخنزير بالكربون 14 (C14) المسمى nitrofurans. تم بعد ذلك إطعام مجموعة من الفئران مثل هذه اللحوم ، وبعد ذلك ، وجد أن حوالي 41 ٪ من إجمالي كمية النيتروفوران التي تم تمييزها وإدارتها على اللحوم كانت داخل الفئران.
تصنيف
يتم تصنيف النيتروفوران عادةً إلى فئتين: الفئة أ والفئة ب.
تشتمل الفئة A على أبسط نيتروفوران ممثلة بما يُعرف باسم "الصيغة I" ، حيث تكون مجموعات R عبارة عن مجموعات ألكيل أو أسيل أو هيدروكسي ألكيل أو كربوكسيل ، جنبًا إلى جنب مع إسترات ومشتقات معينة.
بعض المركبات من الفئة A أو "الصيغة I" هي: nitrofuraldehydes و diacetates ، methylnitrofuryl ketone ، nitrosilvan (5-nitro-2-methylfuran) ، nitrofurfuryl alcohol وإستراته والمركبات الأخرى ذات البنية المماثلة.
في الفئة ب ، يتم تجميع المشتقات الكربونية العادية مثل semicarbazone و oxime ونظائرها الأكثر تعقيدًا التي تم تحضيرها حتى الآن في المختبرات. تسمى هذه المركبات "الصيغة II".
تميز كلا الفئتين بنشاط مضاد للميكروبات في المختبر ، لكن بعض أعضاء الفئة ب لديهم نشاط في الجسم الحي أفضل من أي من المركبات التي تنتمي إلى الفئة أ.
مستقلبات النيتروفوران
تم حظر الاستخدام الدوائي للنيتروفيوران من قبل الاتحاد الأوروبي ، لأنه على الرغم من أن النيتروفوران ومشتقاته يتم استيعابها بسرعة عن طريق التمثيل الغذائي للمرضى ، فإنها تولد سلسلة من المستقلبات الثابتة التي ترتبط بالأنسجة ويحتمل أن تكون سامة.
يتم إطلاق هذه المستقلبات بسهولة بسبب ذوبان النيتروفوران عند الأس الهيدروجيني الحمضي.
وبالتالي ، فإن التحلل المائي الحمضي الذي يحدث في معدة الحيوانات والمرضى المعالجين بالنتروفوران ينتج العديد من المستقلبات التفاعلية القادرة على الارتباط تساهميًا بجزيئات الأنسجة الكبيرة ، مثل البروتينات والدهون وغيرها.
في جميع الحيوانات المنتجة للغذاء ، تتمتع هذه المستقلبات بنصف عمر طويل جدًا. عندما يتم تناولها كغذاء ، يمكن إطلاق هذه المستقلبات أو ، في حالة فشل ذلك ، سلاسلها الجانبية.
يتم حاليًا إجراء اختبارات صارمة على الأطعمة ذات الأصل الحيواني باستخدام كروماتوجرافيا سائلة عالية الكفاءة (الاسم مشتق من كروماتوجرافيا السائل الإنجليزية عالية الأداء) للكشف عن ما لا يقل عن 5 من نواتج أيض النيتروفوران ومشتقاته ، وهي:
- 3-أمينو-2- أوكسازوليدينون
- 3-أمينو-5-ميثيل مورفولينو-2- أوكسازوليدينون
- 1-أمينوهايدانتوين
- سيمي كربازيد
- 3،5-دينيتروساليسيليك حمض هيدرازيد
كل هذه المركبات التي يتم إطلاقها كمستقلبات للكواشف الكيميائية النيتروفوران يحتمل أن تكون مسرطنة ومطفرة للحمض النووي. علاوة على ذلك ، يمكن لهذه المركبات إطلاق نواتج الأيض الخاصة بها أثناء التحلل المائي الحمضي.
هذا يعني أن كل مركب هو مستقلب يحتمل أن يكون سامًا للفرد بعد التحلل المائي الحمضي داخل المعدة.
المراجع
- كوبر ، KM ، & Kennedy ، DG (2005). تم الكشف عن نواتج أيض المضادات الحيوية النيتروفوران عند أجزاء لكل مليون تركيزات في شبكية عين الخنازير - مصفوفة جديدة لتعزيز رصد تعاطي النيتروفوران. محلل ، 130 (4) ، 466-468.
- لوحة هيئة الرقابة المالية بشأن الملوثات في السلسلة الغذائية (CONTAM). (2015). الرأي العلمي على النيتروفوران ومستقلباته في الغذاء. مجلة EFSA، 13 (6) ، 4140.
- هان ، في (محرر). (2012). آلية عمل العوامل المضادة للبكتيريا. Springer Science & Business Media.
- هيرليش ، ب. ، وشفايجر م. (1976). Nitrofurans ، مجموعة من المضادات الحيوية الاصطناعية ، ذات طريقة عمل جديدة: التمييز بين فئات معينة من الرنا المرسال. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 73 (10) ، 3386-3390.
- مكالا ، دكتور (1979). نتروفوران. في آلية عمل العوامل المضادة للبكتيريا (ص 176 - 213). سبرينغر ، برلين ، هايدلبرغ.
- ميورا ، ك. ، وريكيندورف ، هونج كونج (1967). 6 النيتروفوران. قيد التقدم في الكيمياء الطبية (المجلد 5 ، ص 320-381). إلسفير.
- الزيتون ، PL ، & McCalla ، DR (1975). تلف الحمض النووي لخلايا الثدييات بواسطة النيتروفوران. أبحاث السرطان، 35 (3) ، 781-784.
- Paul ، HE ، Ells ، VR ، Kopko ، F. ، & Bender ، RC (1959). التحلل الأيضي للنيتروفيوران. مجلة الكيمياء الطبية ، 2 (5) ، 563-584.
- فاس ، إم ، هروسكا ، ك. ، وفرانك ، إم (2008). المضادات الحيوية النيتروفوران: مراجعة للتطبيق والحظر وتحليل المخلفات. الطب البيطري ، 53 (9) ، 469-500.