Muscarine (Muscarinum)
Dit is een van de meest giftige alkaloïden, ontdekt door Schmideberg. Het werd gevonden in de vliegenzwam Amanita muscaria of Agaricus Muscarius L. Uit de onderfamilie van de zwamfamilie Hymenomycetes (Hymenomycetes). Ook muscarine is gevonden in de schimmels Boletus luridus en Amanita pantherina en in de schimmel Inocybe.
fysieke eigenschappen
Deze van paddenstoelen afgeleide alkaloïde wordt paddenstoel of natuurlijke muscarine genoemd en de empirische formule is C5H15NO8, terwijl er geen structuurformule is gevonden. Natuurlijke muscarine is geur- en smaakloos en is een stroperige vloeistof met een sterk alkalische reactie, die, wanneer gedroogd in aanwezigheid van zwavelzuur, geleidelijk verandert in een kristallijne toestand. In de lucht verspreiden alkaloïde kristallen zich zeer snel, en muscarine verandert in een stroperige vloeistof. Het is zeer goed oplosbaar in alcohol en water, zeer slecht in chloroform en volledig onoplosbaar in ether. Als het boven 100 graden wordt verwarmd, wordt het vernietigd en verschijnt er een niet al te opvallende geur van tabak. Wanneer het wordt behandeld met loodoxide of bijtende alkali en verwarmd, wordt het omgezet in trimethylamine en met zwavelzuur of zoutzuur creëert het kristallijne zouten. Er wordt aangenomen dat de structuur van muscarine vergelijkbaar is met de structuur van choline (C5H15NO2):
H3C / CH2CH(OH)2
H3C-N
H3C/OH
Maar de experimenten van Schmiedeberg en Harnack tonen aan dat de kunstmatige alkaloïde, synthetisch verkregen uit choline, dieren anders beïnvloedt dan de natuurlijke. Deze experimenten toonden aan dat kunstmatige en natuurlijke muscarines niet identiek zijn.
Betekenis voor geneeskunde
Zowel de natuurlijke paddenstoelalkaloïde als de synthetisch verkregen verbinding worden momenteel niet gebruikt voor therapeutische doeleinden, maar hun medische betekenis is zeer hoog. Vroeger werden pogingen ondernomen om epilepsie en oncologische processen van de klieren te behandelen met muscarine. Er werd ook voorgesteld om het te gebruiken bij oogziekten en voor de behandeling van zweren. Maar al deze experimenten werden stopgezet vanwege de uitzonderlijke toxiciteit van de verbinding.
Maar muscarine heeft een grote toxische, theoretische en farmacologische betekenis. Het behoort tot de parasympathicotrope groep van vergiften, die een stimulerend effect hebben op de perifere parasympathicotrope zenuwen, terwijl de alkaloïde een strikt selectief effect heeft op het zenuwstelsel. Deze eigenschap maakt het van grote waarde als farmacologisch middel dat kan worden gebruikt in experimenten zoals elektrische stimulatie of in plaats daarvan.
Als u in kleine doses natuurlijk introduceert muscarine in het lichaam van een dier, dan is er een vertraging van de hartactiviteit (negatieve inotrope en chronotrope effecten), en in grote doses veroorzaakt het eerst een vertraging en verzwakking van de systolische contracties. En dan in de diastolische fase treedt een volledige hartstilstand op.
Actie op het lichaam
Studies door verschillende wetenschappers tonen aan dat muscarine een verlammend effect heeft op het perifere zenuwstelsel van de luchtwegen, een verhoogde samentrekking van de spieren van de maag en darmen veroorzaakt en dat de beweging van de darmen zelfs door de integumenten van de buikwand zichtbaar is . Als muscarine in een grote dosis wordt toegediend, zijn er grillige peristaltische bewegingen, die worden vervangen door antiperistaltiek, braken en diarree beginnen. Een duidelijk teken van muscarinevergiftiging is de spastische aard van de samentrekkingen van de hele maag of de afzonderlijke delen ervan, gevolgd door ontspanning. Volgens Schmideberg heeft muscarine een zeer sterk effect op de darmen en maag, niet alleen vanwege het effect op de uiteinden van de nervus vagus die zich in deze organen bevinden, maar ook vanwege het effect op de ganglioncellen van de Auerbach plexus . Ook veroorzaakt deze alkaloïde spastische samentrekkingen in andere gladde spierorganen, bijvoorbeeld in de baarmoeder, milt en blaas. De samentrekking treedt op als gevolg van het irriterende effect van de stof op de perifere receptoren van de parasympathische zenuwen die zich in deze organen bevinden, evenals als gevolg van de invloed op de automatische zenuwganglionapparaten, naar analogie met hoe het gebeurt in de hart. De pupil van het oog onder invloed van muscarine is sterk vernauwd, er ontstaat een spasme van accommodatie. Deze twee verschijnselen zijn te wijten aan de werking van de alkaloïde op de receptoren van de parasympathische vezels van de oculomotorische zenuw die zich in de cirkelvormige zenuwen van de iris en in de ciliaire spier bevinden.
Schmideberg ontdekte dat muscarine van paddenstoelen niet inwerkt op motorische zenuwen, in tegenstelling tot kunstmatige muscarine, die de motorische zenuwuiteinden verlamt. Dit werd later bevestigd door Hans Meyer en Gonda. Curare-achtige eigenschappen zijn dus uniek voor synthetische muscarine die is afgeleid van choline.
Paddenstoelenmuscarine activeert de klieren van het maagdarmkanaal, stimuleert de afscheiding van gal en pancreassap. Het verhoogt ook de speekselvloed, zweten en tranenvloed. De afscheiding van speeksel onder invloed van muscarine wordt verklaard door het feit dat het de perifere zenuwuiteinden irriteert (dit werd bewezen door Schmideberg). De afscheiding van alle andere klieren wordt versterkt door de irriterende werking van muscarine op hun scapulaire zenuwen. In dit geval is het doelwit van de muscarine-actie de perifere zenuwuiteinden.
De directe antagonist van muscarine is atropine, dat het effect van muscarine blokkeert door de uiteinden van de parasympathische zenuwen te verlammen. Dit komt tot uiting in gevallen waarin muscarine een irriterend effect heeft op de perifere receptoren van een van de parasympathische zenuwen. Daarom elimineert atropine snel de diastolische hartstilstand en vertraging van de hartslag veroorzaakt door muscarine. Atropine stopt ook verhoogde peristaltiek, antiperistaltiek en spasmen van de maag en darmen, accommodatiespasme en pupilcontractie, blaascontractie, evenals verhoogde secretoire functie van verschillende klieren (zweet, speeksel en andere). Atropinesulfaat oefent zijn antagonistische werking uit op muscarine in een vrij kleine hoeveelheid (0,001-0,1 mg). Van muscarine is ook bekend dat het de werking van atropine op het hart, de ogen, de submandibulaire klier en de zweetklieren van de kikker stopt. Daarom is er een mening dat muscarine en atropine wederzijdse antagonisten zijn. Maar tegelijkertijd is er veel muscarine nodig (tot 7 g) om de werking van atropine te stoppen. In dit opzicht is het nauwelijks gepast om te zeggen dat muscarine een specifiek effect heeft op atropine, en veel farmacologen zijn van mening dat de kwestie van bilateraal antagonisme van deze twee verbindingen nog niet is opgelost.
Ook muscarine-antagonisten omvatten aconitine, hyoscyamine, veratrine, scopolamine, fysostigmine, digitaline, delphinium, kamfer, helleborine, chloraalhydraat, adrenaline. Er zijn interessante feiten die door Tsondek worden gepresenteerd dat calciumchloride ook een antagonistisch effect heeft op muscarine.
De gevoeligheid van verschillende dieren voor muscarine kan sterk variëren. De kat sterft dus aan de onderhuidse injectie van muscarine in een dosis van 4 mg na enkele uren, en bij een dosis van 12 mg na 10-15 minuten. Honden tolereren hogere doses van de alkaloïde. Mensen zijn erg gevoelig voor deze stof. Schmideberg en Koppe voerden experimenten op zichzelf uit en ontdekten dat injectie van muscarine in een dosis van 3 mg al vergiftiging veroorzaakt, die zich manifesteert door zeer sterke speekselvloed, bloedstroom naar het hoofd, duizeligheid, zwakte, roodheid van de huid, misselijkheid en scherpe pijn in de buik, tachycardie, gefrustreerd zicht en spasmen van accommodatie. Er is ook meer zweten op het gezicht en iets minder op andere delen van het lichaam.
Foto van vergiftiging
In het geval van paddenstoelenvergiftiging kan het beeld vergelijkbaar zijn met de beschrijving van muscarinevergiftiging, maar meestal verschilt het nog omdat vliegenzwam verschillende giftige atropine-achtige stoffen en andere verbindingen bevat die enerzijds de centrale zenuwstelsel, en aan de andere kant, de werking van muscarine stoppen. Daarom kan vergiftiging worden gekenmerkt door symptomen uit de maag en darmen (misselijkheid, braken, pijn, diarree) of door totaal verschillende symptomen, bijvoorbeeld een staat van intoxicatie die gepaard gaat met delirium en sterke opwinding, duizeligheid, een onweerstaanbaar verlangen om alles te vernietigen rond, de noodzaak om te bewegen. Dan treedt beving op door het hele lichaam, treden epileptische en tetanische convulsies op, de pupil wordt groter, de snelle pols wordt veel minder frequent, de ademhaling wordt verstoord, wordt onregelmatig, de lichaamstemperatuur daalt sterk en er ontstaat een staat van collaps. In deze toestand treedt de dood binnen twee of drie dagen op. In het geval van herstel herstelt een persoon heel langzaam, wordt een toestand van hyperleukocytose in het bloed waargenomen en stolt het bloed zelf zeer slecht. Maar tot op heden zijn er geen betrouwbare en volledig bevestigde gegevens over bloedveranderingen, net zoals er geen gegevens zijn over pathologische veranderingen tijdens vergiftiging.
Eerste hulp
Allereerst is het bij vergiftiging met paddenstoelen noodzakelijk om de inhoud uit de maag en darmen te verwijderen. Gebruik hiervoor braakmiddelen, maagspoeling met een sonde en de darmen met een klysma. Binnenin drinken ze in grote hoeveelheden ricinusolie. Als de symptomen van vergiftiging die kenmerkend zijn voor muscarine overheersen, wordt atropine subcutaan geïnjecteerd. Als de vergiftiging vooral optreedt onder invloed van atropine-achtige stoffen, kan atropine niet als tegengif worden gebruikt.
Kunstmatige muscarine, die is afgeleid van choline, is het meest bestudeerd. Er is heel weinig bekend over andere kunstmatige muscarines. Anhydromuscarine verhoogt de afscheiding van zweet en speeksel en heeft geen effect op de ogen en het hart. Het veroorzaakt de dood als gevolg van verlamming van de luchtwegen. Isomuscarine veroorzaakt geen hartstilstand, maar vertraagt de hartslag, die met atropine kan worden omgekeerd. Bij vogels leidt het tot een samentrekking van de pupil en bij zoogdieren heeft het een curare-achtig effect op de motorische zenuwen en versterkt het de secretoire functie van de klieren, tast het de ogen en darmen niet aan, maar verhoogt het de bloeddruk. Ptomatomuscarine heeft een vergelijkbaar effect als cholinemuscarine, wat suggereert dat ze een vergelijkbare chemische structuur hebben. De farmacologische werking van uromuscarines is nog niet onderzocht. Hetzelfde kan gezegd worden over de farmacologische werking van carnomoscarine.