Гистамин - Histamine
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК 2-(1ЧАС-Имидазол-4-ил) этанамин | |
Идентификаторы | |
3D модель (JSmol ) | |
ЧЭБИ | |
ЧЭМБЛ | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.000.092 |
КЕГГ | |
MeSH | Гистамин |
PubChem CID | |
UNII | |
| |
| |
Свойства | |
C5ЧАС9N3 | |
Молярная масса | 111.148 г · моль−1 |
Температура плавления | 83,5 ° С (182,3 ° F, 356,6 К) |
Точка кипения | 209,5 ° С (409,1 ° F, 482,6 К) |
Легко растворим в холодной и горячей воде.[1] | |
Растворимость в других растворителях | Легко растворяется в метаноле. Очень мало растворим в диэтиловом эфире.[1] Легко растворяется в этаноле. |
журнал п | −0.7[2] |
Кислотность (пKа) | Имидазол: 6.04 Терминал NH2: 9.75[2] |
Фармакология | |
L03AX14 (КТО) V04CG03 (КТО) (фосфат) | |
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить (что ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Гистамин это органический азотистый соединение участвует в местных иммунные ответы, а также регулируют физиологические функции кишечника и действуют как нейротрансмиттер для головного, спинного мозга и матки.[3][4] Гистамин участвует в воспалительная реакция и играет центральную роль в качестве посредника зуд.[5] В рамках иммунного ответа на чужеродные патогены, гистамин производится базофилы и по тучные клетки найден поблизости соединительной ткани. Гистамин увеличивает проницаемость из капилляры к белые кровяные клетки и немного белки, чтобы позволить им заниматься патогены в зараженный ткани.[6] Он состоит из имидазол кольцо прикреплено к этиламин цепочка; под физиологические условия, то аминогруппа боковой цепи протонированный.
Свойства
Основа гистамина, полученная в виде масляной смеси, плавится при 83–84 ° C.[7] Гидрохлорид[8] и фосфор[9] соли образуют белый цвет гигроскопичный кристаллы и легко растворяются в воды или этиловый спирт, но не в эфир. В водный раствор имидазольное кольцо гистамина существует в двух таутомерный формы, идентифицирующие, какой из двух атомов азота протонирован. Азот дальше от боковой цепи - это азот «теле» и обозначается знаком тау в нижнем регистре, а азот, находящийся ближе к боковой цепи, представляет собой азот «за» и обозначается знаком пи. Теле таутомер, Nτ-ЧАС-гистамин, предпочтительнее в растворе по сравнению с профи таутомером, Nπ-ЧАС-гистамин.
Гистамин имеет два основной центров, а именно алифатический аминогруппа и какая азот атом имидазольного кольца еще не имеет протон. В физиологических условиях алифатическая аминогруппа (имеющая пKа около 9,4) будет протонированный, а второй азот имидазольного цикла (pKа ≈ 5,8) протонироваться не будет.[10]Таким образом, гистамин обычно протонируется до однозарядного катион. Гистамин - это моноаминный нейромедиатор.
Синтез и метаболизм
Гистамин получают из декарбоксилирование из аминокислота гистидин, реакция катализированный посредством фермент L-гистидин декарбоксилаза. Это гидрофильный вазоактивный амин.
После образования гистамин либо накапливается, либо быстро инактивируется своими первичными деградирующие ферменты, гистаминN-метилтрансфераза или диаминоксидаза. В центральной нервной системе гистамин попадает в синапсы в первую очередь расщепляется гистамином -N-метилтрансфераза, в то время как в других тканях оба фермента могут играть роль. Несколько других ферментов, в том числе МАО-Б и ALDH2, далее обрабатывают непосредственные метаболиты гистамина для выведения или рециркуляции.
Бактерии также способны производить гистамин, используя гистидиндекарбоксилаза ферменты, не связанные с ферментами, обнаруженными у животных. Неинфекционная форма болезни пищевого происхождения, отравление скомбоидом, происходит из-за производства гистамина бактериями в испорченной пище, особенно в рыбе. Ферментированные продукты и напитки, естественно, содержат небольшое количество гистамина из-за аналогичного преобразования, выполняемого ферментирующими бактериями или дрожжами. Ради содержит гистамин в диапазоне 20–40 мг / л; вина содержат его в диапазоне 2–10 мг / л.[11]
Хранение и выпуск
Большая часть гистамина в организме вырабатывается в гранулах в тучные клетки и в лейкоцитах (лейкоцитах), называемых базофилы. Тучные клетки особенно многочисленны в местах потенциальных травм - носу, рту и ступнях, внутренних поверхностях тела и кровеносных сосудах. Немачтовый гистамин обнаружен в нескольких тканях, включая гипоталамус регион мозг, где он функционирует как нейротрансмиттер. Еще одним важным местом хранения и высвобождения гистамина является энтерохромаффиноподобная (ECL) клетка из желудок.
Наиболее важным патофизиологическим механизмом высвобождения гистамина тучными клетками и базофилами является иммунологический. Эти клетки, если они сенсибилизированы IgE антитела прикреплен к их мембраны, дегранулировать при воздействии соответствующего антиген. Определенный амины и алкалоиды, в том числе такие препараты как морфий, и кураре алкалоиды, могут вытеснять гистамин в гранулах и вызывать его высвобождение. Антибиотики любить полимиксин также обнаружено, что они стимулируют высвобождение гистамина.
Высвобождение гистамина происходит, когда аллергены связываются с антителами IgE, связанными с тучными клетками. Снижение перепроизводства IgE может снизить вероятность того, что аллергены обнаружат достаточно свободного IgE, чтобы вызвать высвобождение гистамина тучными клетками.
Механизм действия
У людей гистамин проявляет свои эффекты в первую очередь за счет связывания с G-протеин-связанный гистаминовые рецепторы, обозначенный H1 через H4.[12] По состоянию на 2015 год считается, что гистамин активирует лиганд-зависимые хлоридные каналы в эпителии головного мозга и кишечника.[12][13]
Рецептор, связанный с G-белком | Расположение | Функция | Источники |
---|---|---|---|
Гистамин H1 рецептор | • ЦНС: Выражено на дендриты выходных нейронов гистаминергической туберомаммиллярное ядро, который проецируется на спинной шов, голубое пятно, и дополнительные конструкции. | • ЦНС: Цикл сна-бодрствования (способствует бодрствованию), температура тела, ноцицепция, эндокринный гомеостаз, регулирует аппетит, участвует в познании | [12][13][14][15] |
Гистамин H2 рецептор | • ЦНС: Дорсальное полосатое тело (хвостатое ядро и скорлупа ), кора головного мозга (внешние слои), образование гиппокампа, зубчатое ядро из мозжечок | • ЦНС: Не установлено (примечание: наиболее известные H2 лиганды рецепторов не могут пересекать гематоэнцефалический барьер в концентрациях, достаточных для проведения нейропсихологического и поведенческого тестирования) | [12][13][16][15] |
Гистамин H3 рецептор | Расположен в Центральная нервная система и в меньшей степени периферическая нервная система ткань | Авторецептор и гетерорецептор функции: уменьшено нейротрансмиттер выброс гистамина, ацетилхолин, норэпинефрин, серотонин. Регулирует ноцицепцию, секрецию желудочного сока и прием пищи. | [12] |
Гистамин H4 рецептор | Расположен преимущественно на базофилы и в Костный мозг. Это также выражается в вилочковая железа, тонкий кишечник, селезенка, и двоеточие. | Играет роль в тучных клетках хемотаксис зуд, выработка и секреция цитокинов и висцеральная гиперчувствительность. Другие предполагаемые функции (например, воспаление, аллергия, когнитивные функции и т. Д.) Полностью не охарактеризованы. | [12] |
Ионный канал, управляемый лигандами | Расположение | Функция | Источники |
Гистаминовый хлоридный канал | Предположительно: ЦНС (гипоталамус, таламус) и эпителий кишечника. | Мозг: быстро производит тормозные постсинаптические потенциалы Кишечный эпителий: секреция хлоридов (связанная с секреторная диарея ) | [12][13] |
Роли в теле
Хотя гистамин невелик по сравнению с другими биологическими молекулами (содержит всего 17 атомов), он играет важную роль в организме. Известно, что он участвует в 23 различных физиологических функциях. Известно, что гистамин участвует во многих физиологических функциях из-за своих химических свойств, которые позволяют ему быть универсальным в связывании. Он кулоновский (способен нести заряд), конформационный и гибкий. Это позволяет ему легче взаимодействовать и связываться.[17]
Расширение сосудов и падение артериального давления
Уже более ста лет известно, что внутривенная инъекция гистамина вызывает падение артериального давления.[18] Основополагающий механизм касается как повышенной проницаемости сосудов, так и вазодилатации. Связывание гистамина с эндотелиальными клетками заставляет их сокращаться, что увеличивает утечку из сосудов. Он также стимулирует синтез и высвобождение различных релаксантов гладкомышечных клеток сосудов, таких как оксид азота, гиперполяризующие факторы эндотелия и другие соединения, вызывающие расширение кровеносных сосудов.[19] Эти два механизма играют ключевую роль в патофизиологии анафилаксия.
Воздействие на слизистую оболочку носа
Повышенная проницаемость сосудов приводит к утечке жидкости из капилляров в ткани, что приводит к классическим симптомам аллергической реакции: насморку и слезотечению. Аллергены могут связываться с IgE загружен тучные клетки в носовая полость с слизистые оболочки. Это может привести к трем клиническим ответам:[20]
- чихание из-за сенсорной нервной стимуляции, связанной с гистамином
- гипер-секреция из железистой ткани
- заложенность носа из-за нагрубания сосудов, связанного с расширение сосудов и увеличился капилляр проницаемость
Регулирование сна-бодрствования
Гистамин - это нейротрансмиттер который высвобождается из гистаминергических нейроны какой проект из млекопитающее гипоталамус. Тела клеток этих нейронов расположены в части заднего прохода. гипоталамус известный как туберомаммиллярное ядро (TMN). Гистаминовые нейроны в этой области составляют гистаминовая система мозга, который широко проецируется в мозгу и включает аксональные проекции к кора, медиальный пучок переднего мозга, и в других местах. Гистаминовые нейроны TMN участвуют в регуляции цикл сна-бодрствования и способствовать возбуждению при активации.[21] В скорость нейронной активации гистаминовых нейронов в TMN сильно положительно коррелированный с состоянием возбуждения человека. Эти нейроны активизируются быстро в периоды бодрствования, медленнее активируются в периоды расслабления / усталости и полностью прекращают работу во время REM и NREM (не-быстрый) сон[нужна цитата ].
Первое поколение ЧАС1 антигистаминные препараты (т.е. антагонисты из гистаминовый рецептор H1 ) способны пересекать гематоэнцефалический барьер и производить сонливость за счет антагонизма гистамина H1 рецепторы в туберомаммиллярном ядре. Более новый класс второе поколение H1 антигистаминные препараты с трудом проникают через гематоэнцефалический барьер и, таким образом, с меньшей вероятностью вызывают седативный эффект, хотя индивидуальные реакции, сопутствующие лекарства и дозировка могут увеличить вероятность седативного эффекта. Напротив, гистамин H3 антагонисты рецепторов увеличивают бодрствование. Подобен седативному эффекту первого поколения H1 антигистаминные препараты, неспособность поддерживать бдительность может происходить из-за ингибирования биосинтеза гистамина или потери (т.е. дегенерации или разрушения) высвобождающих гистамин нейронов в TMN.
Высвобождение желудочной кислоты
Энтерохромаффиноподобные клетки, расположенные в желудочных железах желудка, выделяют гистамин, который стимулирует близлежащие париетальные клетки путем привязки к апикальной H2 рецептор. Стимуляция париетальных клеток вызывает поглощение из крови углекислого газа и воды, которые затем преобразуются в угольную кислоту ферментом карбоангидразой. Внутри цитоплазмы париетальной клетки угольная кислота легко диссоциирует на ионы водорода и бикарбоната. Ионы бикарбоната диффундируют обратно через базилярную мембрану в кровоток, а ионы водорода перекачиваются в просвет желудка через K+/ЧАС+ Насос АТФазы. Высвобождение гистамина прекращается, когда pH желудка начинает снижаться. Антагонист молекулы, как ранитидин, заблокируйте H2 рецептора и предотвращают связывание гистамина, вызывая снижение секреции ионов водорода.
Защитные эффекты
Хотя гистамин оказывает стимулирующее действие на нейроны, он также оказывает подавляющее действие, которое защищает от восприимчивости к нейронам. судорога, лекарственная сенсибилизация, сверхчувствительность денервации, ишемические поражения и стресс.[22] Также было высказано предположение, что гистамин контролирует механизмы, с помощью которых забываются воспоминания и обучение.[23]
Эрекция и сексуальная функция
Во время лечения гистамином H могут возникнуть потеря либидо и эректильная недостаточность.2 антагонисты рецепторов, такие как циметидин, ранитидин, и рисперидон.[24] Введение гистамина в кавернозное тело у мужчин с психогенной импотенцией вызывает полную или частичную эрекцию у 74% из них.[25] Было высказано предположение, что H2 антагонисты могут вызывать сексуальные трудности за счет снижения функционального связывания тестостерона с его эндогенными рецепторами.[24]
Шизофрения
Метаболиты гистамина увеличиваются в спинномозговой жидкости у людей с шизофрения, а эффективность H1 сайты связывания рецепторов уменьшаются. Многие нетипичные антипсихотик лекарства имеют эффект увеличения выработки гистамина, потому что уровень гистамина у людей с этим расстройством, кажется, несбалансирован.[26]
Рассеянный склероз
Гистаминная терапия для лечения рассеянный склероз в настоящее время изучается. Известно, что разные H-рецепторы по-разному влияют на лечение этого заболевания. H1 и H4 рецепторы, в одном исследовании, показали свою контрпродуктивность при лечении РС. H1 и H4 Считается, что рецепторы увеличивают проницаемость гематоэнцефалического барьера, тем самым увеличивая проникновение нежелательных клеток в центральную нервную систему. Это может вызвать воспаление и ухудшение симптомов рассеянного склероза. H2 и H3 рецепторы считаются полезными при лечении пациентов с рассеянным склерозом. Было показано, что гистамин помогает дифференцировке Т-клеток. Это важно, потому что при РС иммунная система организма атакует собственные миелиновые оболочки нервных клеток (что приводит к потере сигнальной функции и, в конечном итоге, к дегенерации нервов). Помогая Т-клеткам дифференцироваться, Т-клетки с меньшей вероятностью будут атаковать собственные клетки организма, а вместо этого атакуют захватчиков.[27]
Расстройства
Как неотъемлемая часть иммунной системы, гистамин может участвовать в нарушения иммунной системы[28] и аллергия. Мастоцитоз это редкое заболевание, при котором наблюдается разрастание тучных клеток, вырабатывающих избыток гистамина.[29]
История
Свойства гистамина, тогда называемого β-иминазолилэтиламином, были впервые описаны в 1910 году британскими учеными. Генри Х. Дейл и П.П. Laidlaw.[30] К 1913 году название гистамин был в употреблении, используя комбинирование форм из гисто- + амин, давая «тканевой амин».
«Вещество H» или «вещество H» иногда используются в медицинской литературе для обозначения гистамина или гипотетического гистаминоподобного диффундирующего вещества, высвобождающегося при аллергических реакциях кожи и в ответах тканей на воспаление.
Смотрите также
- Анафилаксия
- Диаминоксидаза
- Сенная лихорадка (аллергический ринит)
- Непереносимость гистамина
- Антагонист гистаминовых рецепторов
- Головная боль от красного вина
- Скомброидное пищевое отравление
- Фотический рефлекс чихания
использованная литература
- ^ а б Паспорт безопасности гистаминового материала (Технический отчет). sciencelab.com. 2013-05-21. В архиве из оригинала от 24.03.2012.
- ^ а б Вукович, Даяна; Павлишин, Януш (15 марта 2011 г.). «Систематическая оценка твердофазных покрытий микроэкстракции для нецелевого метаболического профилирования биологических жидкостей с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии». Аналитическая химия. Вспомогательная информация. 83 (6): 1944–1954. Дои:10.1021 / ac102614v. PMID 21332182.
- ^ Мариеб, Э. (2001). Анатомия и физиология человека. Сан-Франциско: Бенджамин Каммингс. стр.414. ISBN 0-8053-4989-8.
- ^ Nieto-Alamilla, G; Маркес-Гомес, Р. Гарсиа-Гальвес, AM; Моралес-Фигероа, GE; Ариас-Монтаньо, JA (ноябрь 2016 г.). «Рецептор гистамина H3: структура, фармакология и функции». Молекулярная фармакология. 90 (5): 649–673. Дои:10.1124 / моль.116.104752. PMID 27563055.
- ^ Андерсен Х. Х., Эльберлинг Дж., Арендт-Нильсен Л (2015). «Суррогатные модели человека гистаминергического и негистаминергического зуда» (PDF). Acta Dermato-Venereologica. 95 (7): 771–7. Дои:10.2340/00015555-2146. PMID 26015312.
- ^ Ди Джузеппе, М .; и другие. (2003). Нельсон Биология 12. Торонто: Thomson Canada. п.473. ISBN 0-17-625987-2.
- ^ «Гистамин». webbook.nist.gov. Архивировано из оригинал на 2018-04-27. Получено 2015-01-04.
- ^ «Дигидрохлорид гистамина H7250». Сигма-Олдрич. В архиве из оригинала от 09.08.2015.
- ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-01-04. Получено 2015-01-04.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
- ^ Paiva, T. B .; Томинага, М .; Пайва, А. С. М. (1970). «Ионизация гистамина, N-ацетилгистамин и их йодированные производные ». Журнал медицинской химии. 13 (4): 689–692. Дои:10.1021 / jm00298a025. PMID 5452432.
- ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-19. Получено 2010-02-20.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
- ^ а б c d е ж г Панула П., Чазот П.Л., Коварт М. и др. (2015). "Международный союз фундаментальной и клинической фармакологии. XCVIII. Гистаминовые рецепторы". Pharmacol. Rev. 67 (3): 601–55. Дои:10.1124 / пр.114.010249. ЧВК 4485016. PMID 26084539.
- ^ а б c d Воутерс М.М., Викарио М., Сантос Дж. (2015). «Роль тучных клеток в функциональных расстройствах ЖКТ». Кишечник. 65 (1): 155–168. Дои:10.1136 / gutjnl-2015-309151. PMID 26194403.
- ^ Бландина, Патрицио; Мунари, Леонардо; Провенси, Густаво; Пассани, Мария Б. (2012). «Гистаминовые нейроны в туберомамиллярном ядре: целый центр или отдельные субпопуляции?». Границы системной нейробиологии. 6: 33. Дои:10.3389 / fnsys.2012.00033. ЧВК 3343474. PMID 22586376.
- ^ а б Стромберга, Z; Чесс-Уильямс, R; Моро, К. (7 марта 2019 г.). «Модуляция гистамином уротелия мочевого пузыря, собственной пластинки и сократительной активности детрузора через рецепторы H1 и H2». Научные отчеты. 9 (1): 3899. Bibcode:2019НатСР ... 9.3899S. Дои:10.1038 / s41598-019-40384-1. ЧВК 6405771. PMID 30846750.
- ^ Maguire JJ, Davenport AP (29 ноября 2016 г.). "ЧАС2 рецептор ". IUPHAR / BPS Руководство по ФАРМАКОЛОГИИ. Международный союз фундаментальной и клинической фармакологии. Архивировано из оригинал 21 марта 2017 г.. Получено 20 марта 2017.
- ^ Носзал, Б .; Красни, М .; Рац, А. (2004). «Гистамин: основы биологической химии». В Falus, A .; Grosman, N .; Дарвас, З. (ред.). Гистамин: биология и медицинские аспекты. Будапешт: SpringMed. С. 15–28. ISBN 380557715X.
- ^ Дейл, HH; Лэйдлоу, П.П. (31 декабря 1910 г.). «Физиологическое действие бета-иминазолилэтиламина». Журнал физиологии. 41 (5): 318–44. Дои:10.1113 / jphysiol.1910.sp001406. ЧВК 1512903. PMID 16993030.
- ^ Аббас, Абул (2018). Клеточная и молекулярная иммунология. Эльзевир. п. 447. ISBN 978-0-323-47978-3.
- ^ Монро Е.В., Дейли А.Ф., Шалхуб РФ (февраль 1997 г.). «Оценка эффективности вызванного гистамином волдыря и обострения болезни для прогнозирования клинической эффективности антигистаминных препаратов». J. Allergy Clin. Иммунол. 99 (2): S798–806. Дои:10.1016 / s0091-6749 (97) 70128-3. PMID 9042073.
- ^ Коричневый, RE; Стивенс, Д.Р .; Хаас, HL (2001). «Физиология гистамина мозга». Прогресс в нейробиологии. 63 (6): 637–672. Дои:10.1016 / s0301-0082 (00) 00039-3. PMID 11164999. S2CID 10170830.
- ^ Янаи, К; Таширо, М (2007). «Физиологические и патофизиологические роли гистамина в нейронах: выводы из исследований позитронно-эмиссионной томографии человека». Фармакология и терапия. 113 (1): 1–15. Дои:10.1016 / j.pharmthera.2006.06.008. PMID 16890992.
- ^ Альварес, Э. О. (2009). «Роль гистамина на познание». Поведенческие исследования мозга. 199 (2): 183–9. Дои:10.1016 / j.bbr.2008.12.010. PMID 19126417. S2CID 205879131.
- ^ а б Белый, JM; Румбольд, Г. Р. (1988). «Поведенческие эффекты гистамина и его антагонистов: обзор». Психофармакология. 95 (1): 1–14. Дои:10.1007 / bf00212757. PMID 3133686. S2CID 23148946.
- ^ Cará, AM; Лопес-Мартинс, РА; Antunes, E; Nahoum, CR; Де Нуччи, Г. (1995). «Роль гистамина в эрекции полового члена человека». Британский журнал урологии. 75 (2): 220–4. Дои:10.1111 / j.1464-410X.1995.tb07315.x. PMID 7850330.
- ^ Ито, К. (2004). «Роль центральной гистаминергической системы при шизофрении». Новости и перспективы наркотиков. 17 (6): 383–7. Дои:10.1358 / dnp.2004.17.6.829029. PMID 15334189.
Многие атипичные антипсихотики также увеличивают обмен гистамина.
- ^ Джадиди-Ниараг Ф., Миршафи А (сентябрь 2010 г.). «Гистаминовые и гистаминовые рецепторы в патогенезе и лечении рассеянного склероза». Нейрофармакология. 59 (3): 180–9. Дои:10.1016 / j.neuropharm.2010.05.005. PMID 20493888. S2CID 7852375.
- ^ Э. Зампели; Э. Тилигада (2009). «Роль гистаминового рецептора H4 в иммунных и воспалительных заболеваниях». Кафедра фармакологии, Медицинская школа, Афинский национальный университет им. Каподистрии, Афины, Греция. 157 (1): 24–33. Дои:10.1111 / j.1476-5381.2009.00151.x. ЧВК 2697784. PMID 19309354.
- ^ Валент П., Хорни Х.П., Эскрибано Л. и др. (Июль 2001 г.). «Диагностические критерии и классификация мастоцитоза: предложение консенсуса». Лейк. Res. 25 (7): 603–25. Дои:10.1016 / S0145-2126 (01) 00038-8. PMID 11377686.
- ^ Дейл Х. Х., Лейдлоу П. П. (декабрь 1910 г.). «Физиологическое действие β-иминазолилэтиламина». J. Physiol. 41 (5): 318–44. Дои:10.1113 / jphysiol.1910.sp001406. ЧВК 1512903. PMID 16993030.[постоянная мертвая ссылка ]