La sparteina è un composto chimico di formula C15H26N2.
Storia La sparteina non è attualmente approvata dalla FDA per l'uso umano e il suo sale, il solfato di sparteina, è uno dei prodotti che sono stati ritirati o rimossi dal mercato per motivi di sicurezza o efficacia.
Caratteristiche strutturali e chimiche La sparteina è un alcaloide chinolizidinico vegetale. La sparteina è un alcaloide eterobiciclononano con 4 atomi di carbonio asimmetrici che dovrebbe esistere in diverse forme stereoisomeriche. Le caratteristiche chimiche e fisiche dipendono dalla sua presentazione.
In particolare il solfato di sparteina ha buone proprietà fisiche che ne consentono l'uso in clinica e negli animali da esperimento. La sparteina, il solfato di (−)-sparteina e la (+)-sparteina possono essere dissolti in acqua, rendendo questi composti adatti alla somministrazione orale. +Caratteristiche strutturali della sparteinaN. di atomi pesanti17N. di accettori di legami a idrogeno2N. di elementi stereogenici atomici deifiniti4Massa monoisotopica234,209598838 uSuperficie polare6,5 ŲSezione d'urto158,37 Ų [M+K]+ 152,34 Ų [M+H]+ +Caratteristiche fisicheEntalpia di vaporizzazione58,4 ± 3,0 kJ/mol
Abbondanza e disponibilità Il composto è naturalmente presente in:
A. hispanicus; A. karelinii; A. mongolicus; Anarthrophyllum ssp.: A. andicola, A. andicolum, A. cumingii, A. desideratum, A. rigidum; Anabasis aphylla; A. foetida; Argyrolobium ssp.: A. crassifolium, A. lotoides, A. variopile; Aspalathus ssp.: A. capitata, A. chortophila, A. cordata, A. hirta, A. juniperina, A. longifolia, A. nivea, A. perfoliata, A. spinosa; Baptisia ssp.: B. alba, B. arachnifera, B. australis, B. bracteata, B. calycosa, B. cinerea, B. bracteata var. laevicaulis, B. lactea var. lactea, B. lanceolata, B. megacarpa, B. nuttalliana, B. perfoliata, B. simplicifolia, B. sphaerocarpa, B. tinctoria; B. speciosus; C. purpurea; Calobota ssp.: C. elongata, C. pungens, C. saharae; Chamaecytisus ssp.: C. prolifer, C. proliferus, C. ruthenicus; C. majus; C. mongolica; C. biloba; C. palaestina; C. sessilifolium; C. scoparius; D. secundiflorum; D. stipulare; Genista ssp.: G. acanthoclada, G. burdurensis, G. cinerea, G. cinerascens, G. depressa, G. lobelii, G. lydia, G. majorica, G. pilosa, G. tinctoria; H. monophylla; H. platycarpum; L. anagyroides; L. fruticosum; L. leontopetalum; Liparia ssp.: L. albus, L. calycina, L. capitata, L. hirsuta, L. laevigata, L. latifolia, L. parva, L. splendens; Lupinus ssp.: L. affinis, L. arboreus, L. arcticus, L. argenteus, L. digitatus, L. tassilicus, L. atlanticus, L. barkeri, L. luteus, L. diffusus, L. elegans, L. flavoculatus, L. hintonii, L. kingii, L. mutabilis, L. nanus, L. odoratus, L. ornatus, L. palaestinus, L. polyphyllus, L. pubescens, L. pusillus, L. shockleyi, L. texensis, L. pilosus, L. angustifolius, L. varius, L. holosericeus, L. sericeus; Ormosia ssp.: O. amazonica, O. balansae, O. cinerea, O. discolor, O. macrocalyx, O. pachycarpa, O. sumatrana, O. coarctata; O. ochrocephala; Pearsonia ssp.: P. aristata, P. bracteata, P. cajanifolia, P. flava, P. grandifolia, P. obovata, P. sessilifolia, P. uniflora; P. laxiflora; P. axillaris; Polhillia ssp.: P. brevicalyx, P. canescens, P. obsoleta, P. pallens, P. waltersii; Podalyrieae ssp.: P. cuneifolia, P. sericea; Priestleya ssp.: P. capitata, P. hirsuta, P. laevigata, P. latifolia, P. umbellifera; P. mahaleb; S. mollis; Rafnia ssp.: R. acuminata, R. angulata, R. capensis, R. elliptica, R. opposita, R. racemosa; Retama ssp.: R. monosperma, R. raetam, R. sphaerocarpa; R. vanderystii; R. hirsuta; S. junceum; T. chinensis; T. incana; T. lanceolata e T. lupinoides; V. divaricata e V. oroboides; Wiborgia ssp.: W. fusca, W. obcordata, W. sericea.
Il contenuto di sparteina dipende dalla varietà, dall'habitat, dalla fenologia, dall'organo della pianta e dalle condizioni meteorologiche.
Reattività e caratteristiche chimiche
Spettri analitici
1D NMR 13C NMR 15N NMR GC-MS LC-MS
Farmacologia e tossicologia
Farmacocinetica Negli esseri umani sono noti tre metaboliti del composto: la retamina, la 14-idrossisparteina e la 13-idrossi sparteina.
Farmacodinamica È un bloccante dei canali del sodio, quindi rientra nella categoria degli agenti antiaritmici di classe 1a. È stato dimostrato che la sparteina esibisce effetti bloccanti sui canali Na+ e K+, e queste proprietà favoriscono la sua azione antiaritmica contro le aritmie elettriche e ischemiche attraverso riduzioni concentrazione-dipendenti delle correnti di Na+, iperpolarizzazione dovuta all'inattivazione dei canali del Na+ e aumento della velocità di decadimento della corrente di K+ transitoria verso l'esterno.
L'ipereccitabilità può essere indotta attraverso l'attivazione dei sottotipi M1 e M3 dei recettori metabotropici dell'acetilcolina (mAChR), che aumenta il DAG e l'IP3 attraverso l'attivazione della fosfolipasi C (PLC). Questi secondi messaggeri bloccano i canali K+ e aumentano le concentrazioni intracellulari di calcio. Un altro meccanismo attraverso il quale la sparteina causa ipereccitabilità è l'attivazione dei recettori nicotinici dell'acetilcolina, in particolare i recettori nicotinici α3β2 presenti nel sistema nervoso centrale, che producono afflussi di Na+ ed efflussi di K+ oltre ad aumentare il rilascio di glutammato.
Effetti del composto e usi clinici Nel sistema cardiovascolare, è stato riscontrato che la sparteina riduce l'incidenza di tachicardia ventricolare e fibrillazione, riduce la frequenza cardiaca e la pressione sanguigna. Nel pancreas, la sparteina induce la secrezione di insulina e glucagone ed esibisce un effetto ipoglicemizzante. Il composto ha anche dimostrato attività protettiva contro il danno al DNA associato al diabete. Inoltre, la sparteina è stata utilizzata per indurre contrazioni uterine e ha dimostrato di esibire attività diuretiche e antinfiammatorie. È stato riscontrato che la sparteina esibisce attività battericida contro S. aureus, B. subtilis e B. thuringienis.
La sparteina è un farmaco a piccole molecole con una fase di sperimentazione clinica massima di IV. In passato è stato anche utilizzato come ossitocico e indicatore del genotipo CYP2D6. Il farmaco è approvato in Taiwan per l'utilizzo in medicina veterinaria.
Controindicazioni ed effetti collaterali La somministrazione di 200 mg i.v. non produce effetti collaterali nel cervello o nel midollo spinale dei pazienti; tuttavia, la somministrazione di 300 mg i.v. produce leggera vertigine, palpitazioni e formicolio alle mani e alle dita, la pelle diventa umida e la respirazione può essere profusa.
Tossicologia Ci sono dati limitati riguardo al dosaggio tossico di sparteina negli esseri umani; tuttavia, in individui moderatamente sovrappeso, dosi di 240 mg (i.v.) di sparteina solfato non provocano alcuna tossicità acuta apparente, e la dose terapeutica di sparteina solfato per l'induzione di un effetto ipoglicemizzante varia da 75 a 600 mg/die. Non sono stati notati effetti tossici sui feti. L'attivazione metabolica della sparteina nel fegato produce molecole altamente reattive in grado di reagire con macromolecole come il DNA.
A dosi elevate, la sparteina può ridurre il riflesso del seno carotideo, il flusso coronarico, la contrazione, l'estensione e la frequenza cardiaca, ma può anche ridurre l'attività locomotoria e possiede lievi effetti analgesici e sedativi. Inoltre, è stato dimostrato che produce cambiamenti morfologici persistenti, eccitotossicità, danno neurale e neurodegenerazione. +Effetti acutiOrganismoTestSomministrazioneDoseEffettiRattoDL50orale960 mg/kgip42 mg/kgTopoDL50orale220 mg/kgtremori, spasmi muscolari o spasticità, dispneaipPlanta Medica., 50(420), 1984 [PMID 6151710]36 mg/kgscPharmacology and Toxicology. English translation of FATOAO., 21(468), 1958105 mg/kgConiglioLDLosc100 mg/kgiv30 mg/kgCaviaLDLoip23 mg/kgiv27 mg/kgtremori, spasmi muscolari o spasticità, dispneaPiccioneLDLosc86 mg/kgRanaLDLosc3.330 mg/kgim1.665 mg/kgCaneDL50ivVeterinary and Human Toxicology., 41(33), 1999 [PMID 9949484]15 mg/kg
Applicazioni La sparteina è utilizzata anche nel settore cosmetico come fragranza e in chimica come ligando chirale in sintesi asimmetriche.
Note
Altri progetti
Categoria:Antiaritmici