Készítette: Incze Zsuzsanna, Kovács Andrea, Remsei Regina

A kámfor szerkezete

A kámfor (C10H16O) színtelen vagy fehér kristályos anyag. Jellegzetes, átható illata van és kissé kesernyés, hűsítő íze. Szerves oldószerekben jól, vízben kevésbé oldódik. Olvadáspontja:180°C, forráspontja: 204 °C. Fényes, kormozó lánggal ég. Szobahőmérsékleten és nyomáson szublimál: 14% egy perc alatt (176 F°12 Hgmm). E vegyület szerkezetét tekintve kétgyűrűs monoterpén keton (4,7,7-trimetil-biciklo[2.2.1]hepta-3- on). Tanulmányunkban elsősorban a kámfor vegyületeivel foglalkozunk: 3-benzilidén kámfor (C17H20O4S) későbbiekben: 3-BC és 4-metilbenzilidén kámfor (C18H22O), későbbiekben: 4-MBC. (1. ábra) [link]

felugró szöveg
1. Ábra
A kámforvegyületek szerkezete

A kámfor, mint természetes vegyület

A kámforvegyületek széles körben elterjedtek a természetben. Akár a kertünkben is találkozhatunk velük, ilyen vegyületet tartalmazó növényünk például a bazsalikom, koriander, majoranna, rozmaring és a zsálya is. A tiszta kámfort eredetileg a Cinnamonium Camphora (Lauraceae család) nevű fából nyerték –desztillációs és szublimációs eljárásokkal. Érdekesség, hogy ehhez legalább 50 évesnek kell lennie a fának. A Lauraceae család többi tagja is tartalmaz kámfort, de elhanyagolható mennyiségben. A legfontosabb kámforforrást Ázsiában az Ocimum kilimandscharicum Baker ex Gurke (Lamiaceae) jelenti. A kámfort szintetikusan is elő lehet állítani, mégpedig vinil- kloridból és ciklopentadiénből (dehidronorbornol -kloridon keresztül). A természetes kámfor a szintetikustól annyiban különbözik, hogy a szintetikus optikailag inaktív, míg a természetes jobbra forgató. (Zuccarini, 2009)

Kámfor a népi gyógyászatban

A kámfort már az ókorban is gyógyhatású szerként alkalmazták. A kámforolajat a -fent említett- kámforfából vonták ki, majd ebből kikristályosítással nyerték ki a kámfort, amit aztán szublimációval megtisztítottak. Ezt használtak különféle betegségek kezelésére, például fogfájás esetén.

A népi gyógyászatban is régóta, több területen alkalmazzák a kámforos krémeket, kenőcsöket, bár sokáig tisztázatlan volt, hogy miben is rejlik e vegyület gyógyító hatása. Mára már a Pisa-i Egyetem Biológia karán végzett kutatásokkal bizonyították, hogy a kámfor helyi érzéstelenítő hatású, ez teszi lehetővé, hogy számos betegség tünetének enyhítésében hatásos legyen. [link] Mivel segít az érzékeny idegek elzsibbasztásában, érzéstelenítésében, a bőrbe dörzsölve erőteljes fájdalomcsillapító hatással bír. Ezért sokan alkalmazzák hátfájás, idegbecsípődés, vagy bármilyen sérülés, például ficam, rándulás esetén. A kámfornak ismert erős görcsoldó hatása is. A múltban ezért a kámforolajat használták epilepsziás görcsök, hisztéria, és szívproblémák kezelésére is. A tudományok fejlődésével azonban fény derült a kámforolaj mérgező hatásaira is. A kámfort egyébként is óvatosan kell használni, mivel túladagolása súlyos tüneteket idéz elő. Az akut kámformérgezés jelei először a bőrirritáció, majd a nyálkahártyák irritációja, így viszkető szem, égő érzés a szájban és torokban, hányinger, izomgörcsök, légzési nehézségek, súlyos esetben eszméletvesztés és halál is bekövetkezhet. Ezért is fontos, hogy a kámfortartalmú szereket csak külsőleg, leginkább krémek, kenőcsök formájában ajánlatos használni. [link]

Nem tudhatjuk biztosan, hogy mikor kerülünk kapcsolatba kámforvegyületekkel

Ma a kámforvegyületeket széles körben alkalmazzák az iparban. Az ipar főleg a vegyületek fényvédő hatását, kellemes állagát, ill. hűsítő érzetet keltő hatását használja ki. Főleg naptejekben találkozhatunk velük, de belekerülhet más termékbe is, mint fényvédő, így különböző kozmetikumokba, adalékként műanyagokba, fóliákba, szőnyegekbe, bútorba, ruhákba, de még mosóporokba is.Bár a kozmetikumoknál fel kell tüntetniük a kámfortartalmat, ám a többi termékben észrevétlen marad. (Schlumpf és mtsai, 2004)

A kozmetikai termékekbe főleg a 4-MBC, Camphor Benzalkonium Methosulfate, Cinnamomum Camphora levélkivonat, DL-kámfor illetve maga a kámfor kerül bele. [Érdekességképpen néhány ismertebb kozmetikum, amelyek kámforvegyületeket tartalmaznak: Fényvédő (3W Clinic fényvédő SPF50) BB –krém (Skin 79 Dream Girls), hajápoló (KERASTASE soleil micro-voile protecteur), ajakápoló (CARMEX, SPF15), körömlakk (ESSENCE the gel), tyúkszemtapasz (Scholl tyúkszem- és bőrkeményedés irtó folyadék), lóbalzsam (NATURSTAR) ] [link]

A kámforvegyületek hatásai az endokrin rendszerre

Jelen álláspont szerint a kámfort endokrin diszruptorként tartjuk számon. Az endokrin diszruptorok olyan vegyületek, amelyek az endokrin szerven lévő receptorokhoz kötődni tudnak és a szerv működését befolyásolni tudják. A kámfornak ösztrogénszerű hatásai vannak, emiatt a női és hím nemi hormonok működését is befolyásolja. Emellett hatással van a thyroid -tengely működésére is, illetve a pajzsmirigyhormonok termelésének enzimjeire.

Az ösztrogének szteroid típusú hormonok, a pajzsmirigyhormonok pedig tirozin-alapú aminosav származékok. Mivel hidrofób tulajdonságúak, a sejtmembránon képesek átoldódni, így kapcsolódnak receptorukhoz, és fejtik ki hatásukat. Az ösztrogén receptora a cytoplasmában található (2. ábra), a T3-é pedig a sejtmagban. Ezen hormonok lassan kifejeződő, de hosszabb távú hatással bírnak, hiszen a sejtmagban fejtik ki hatásukat. Képesek a DNS-ről eltávolítani a represszort, majd specifikus mRNS képzést indukálni. Ezáltal a sejttel bizonyos fehérjéket termeltetnek, amely enzimek testszerte szállítódnak a vérrel, és befolyásolják szerveink működését. (Husvéth, 2005)

felugró szöveg
2. Ábra
A szteroidhormonok hatásmechanizmusa

A kámforvegyületek hatásai a hím nemi működésre

Egy zürichi egyetemi kutatás (Durrer és mtsai, 2007) azt vizsgálta, hogyan hat a 4-MBC a hím patkányok hormonrendszerére, nemi szerveik kifejlődésére, működésére. A kutatás azt próbálta modellezni, hogy a táplálékláncon keresztül a természetbe jutott UV-szűrők milyen mértékben szívódnak fel a szervezetbe, és ott milyen hatásaik vannak.

A kísérletek során a patkányok P generációja a megtermékenyítés előtt 10 héten át fogyasztott 4-MBC-vel kezelt tápot, a vemhesség és a laktáció során is ugyanezt az eledelt kapták, illetve az F1 generáció a fejlődése során felnőtt koráig a kezelt élelmen élt. A 4-MBC-t hidegen sajtolt szójaolajban feloldva vitték be a tápba, amely szójaolaj fitoösztrogénektől mentes volt. A kontroll csoport a kísérlet során szójaolajjal dúsított tápot kapott, a kezelt csoportok eltérő dózisban kapták a 4-MBC-t: 0,7; 7,0; 24,0; 47,0 mg/kg/nap. Az F1 nemzedék hím tagjai 41 naposan érték el a pubertást. Innentől két csoportra osztották a patkányokat.

Az első csoport egyfajta alapkutatás célját szolgálta. A 4-MBC hatásán kívül semmilyen más kezelést nem kaptak. 12 hetesen éteres anesztézia melletti dekapitációt követően a ventralis és dorsolateralis prosztatát kiemelték, megmérték a tömegét, és folyékony nitrogénben lefagyasztották. Ezen kívül megfigyelték a 4-MBC hatásait a hormonreceptorok kifejeződésére mRNS és fehérjeszinten. A második csoport esetében az egyedeken 10 naposan kasztrációt végeztek, ezáltal az endogén androgének, és az androgén eredetű ösztrogének szintje stabilizálódott. Két hetes gyógyulási fázist követően, 84 napos korban sc. ösztradiol (E2) injekciót kaptak három csoportra bontva (10 és 50 µg/kg, kontroll csoport). Hat órával később dekapitálták őket, majd a prosztata ventralis lebenyének tömegét, illetve a hormonreceptorok kifejeződését vizsgálták mRNS és fehérjeszinten.

Az alapkutatás eredményei azt mutatták, hogy a 7,0 mg/kg/nap, vagy magasabb dózissal kezelt állatoknál a 4-MBC a pubertást késleltette. Ugyanezen kategóriák esetén a ventralis és a dorsolateralis prosztatalebeny tömege is kisebb, mint a kontrollcsoport és a szakirodalmi értékek esetén. Az abszolút heretömeg kissé nőtt, a máj tömege állandó maradt. A pajzsmirigy tömege 24 mg-os vagy nagyobb dózis esetén nőtt (a kámforvegyületek thyroid hormonokra kifejtett hatásait lentebb ismertetjük). 4-MBC adása esetén az AR, ER-α és ER-ß kifejeződésben mRNS és fehérjeszinten down-regulációt figyeltek meg, amely mindegyik receptor esetén erélyesebben a dorsolateralis lebenynél.

A kasztrált, majd ösztradiollal kezelt patkányok esetén a receptorok kifejeződései a következőképpen alakultak: AR down-regulált, a kontrollcsoport esetén mindkét ösztradiol dózisnál, a 4-MBC-vel kezelt egyedeknél azonban csak a 10 µg/kg dózisnál. ER-α és ER-ß esetén nincs szignifikáns eltérés a kontroll és a kezelt csoportok között. Ebből az következik, hogy az ösztradiol AR-t elnyomó hatása a kezelt állatokban szignifikánsan kisebb volt, mint a kontrollcsoportban.

A pubertás késleltetésének a hátterében a 4-MBC ösztrogénszerű aktivitása állhat, hiszen az ER-hez kötődik, nem pedig az AR-hez, ám fontos megjegyezni, hogy a kámforvegyületek thyroid tengelyre is hatással vannak. Valószínűsíthető, hogy a heretömeg növekedését is ez a hatás okozza. A prosztata tömegének csökkenésében az ösztrogénszerű hatásokon kívül az AR down-regulációja is szerepet játszhat, mivel az enyhén megnövekedett ösztrogénszint gyorsítja a prosztata fejlődését, csak a magas dózisú ösztrogén adása csökkenti. [link]

A kámforvegyületek hatásai a női nemi működésre

Szintén a Zurich-i Egyetemen végzett, az előzőhöz hasonló kutatásban vizsgálták a 4-metilbenzilidén-kámfor nőstény patkányok endokrin rendszerére kifejtett hatásait.

A kutatás ideje alatt a patkányok 4-MBC-t különböző dózisban tartalmazó tápot kaptak. Az állatok így csoportonként naponta 0.7, 7, 24, vagy 47 mg/kg/nap 4-MBC-t vittek be a szervezetükbe. Emellett két kontrollcsoportot neveltek. A B-kontrollcsoportot a legalacsonyabb, 0.7 mg/kg/nap dózissal ellátott csoporttal, míg az A-kontrollcsoportot a magasabb dózissal ellatott csoportokkal együtt vizsgálták. A kezelést a szülő generáción kezdték tíz héttel párzás előtt, majd folytatták a vemhesség és szoptatás alatt, illetve az utódokon fejlődésük során.

Az egyes csoportokból kiemelt nőstény utódok egy részét 12 hetesen, az ivari ciklus diösztrusz szakaszában dekapitálták, az uterust eltavolítva lemérték azt, majd folyékony nitrogénben lefagyasztották.

A mérések szerint a 4-MBC-nek kitett patkányok méhének tömege nem különbözött szignifikánsan a kontroll csoportokétól, kivéve a 24 mg/kg/nap dózissal kezelt állatoknál, ahol enyhe tömegnövekedést figyeltek meg.

Az utódok egy masik részét tíz hetesen ovariectomizálták, két hét múlva egy egyszeri subcutan ösztrogéninjekciót kaptak 10 μl, vagy 50 μl mennyiségben, majd hat óra elteltével dekapitálták őket mintavétel céljaból.

A mintákat ezután RT-PRC-rel és Western-blottal vizsgalták. A RT-PCR vizsgálat célja a receptorokat kódoló mRNS mennyiségében történt változások kimutatása volt. Az analízis alapján a 4-MBC dózisfüggően csökkenti a progeszteron -, α - ösztrogén -, és androgén receptorokat kódoló mRNS mennyiségét, szignifikánsan a 24 és 47 mg/kg/nap vegyülettel kezelt csoportoknál. Az IGF-I mRNS-mennyisége szignifikánsan nőtt a 7 mg/kg/nap vegyülettel kezelt, de csökkent a legmagasabb dózissal kezelt állatoknál. A ß - ösztrogén receptort kódoló mRNS mennyisége szintén mutatott dózisfüggő, de nem szignifikáns csökkenést. (3. ábra)

felugró szöveg
3. Ábra
A receptorokat kódoló mRNS mennyiségének változásai ovariectomia és 4-MBC kezelés után.(Kontroll=100%,±=szórás)

A Western-blot analízis a receptorfehérjék mennyiségének eltérését vizsgálta. A vizsgálat szignifikáns csökkenést mutatott 47 mg/kg/nap dózisnál az α -ösztrogénreceptor fehérjéinél. A progeszteron receptorfehérjéinek mennyisége 0.7 mg/kg/nap dózisnál csökkent, 47 mg/kg/nap dózisnál azonban nőtt. A ß -ösztrogén receptorfehérjéinek mennyisége nem változott szignifikánsan.

Az ovariectomizált, ösztradiolinjekcióval kezelt patkányokon a receptorok ösztrogénérzékenységére irányuló vizsgálatokat is végeztek. A kontrollcsoport és a kezelt csoportok összehasonlítása alapján az ovariectomia nem befolyásolja az ösztrogén receptorok mennyiségét, az IGF-I, progeszteron -és androgénreceptorok mennyiségét azonban kis mértékben csökkenti.

A progeszteronreceptorok és IGF-I mRNS-ének mennyisége a kezeletlen csoportokban bármely mennyiségű E2-injekció hatására szignifikánsan nőtt. A kezelt állatoknál szintén növekedést figyeltek meg, de 4-MBC hatására az E2-injekció lényegesen kisebb hatást ért el.

Az α -ösztrogénreceptorok mRNS-ének mennyiségét a kontrollcsoportban az E2 mindkét dózisban szignifikánsan csökkentette, ahogy a kezelt állatokban is. Azonban a 24 mg/kg/nap dózisú 4-MBC-nek kitett patkányokban a 10 μl E2 lényegesen kisebb hatással bírt.

Az E2 bármely dózisa erősen csökkentette a ß -ösztrogénreceptorok és androgénreceptorok mRNS-ének mennyiségét a kezeletlen állatokban. 4-MBC-vel kezelt állatoknál az E2-nek ez a hatása jelentősen csökkent az androgénreceptorokat tekintve, a béta-ösztrogénreceptorok esetében azonban volt változás.

Az analízis alapján a 4-MBC dózistól függően csökkenti a SRC-1 ( steroid receptor koaktivátor) mennyiségét is. Már 0.7 mg/kg/nap dózisnal is szignifikáns volt a csökkenés, tehát a legérzékenyebb paraméternek az SRC-1 bizonyult. A koaktivátor és az α -ösztrogénreceptorok mennyiségének csökkenése hatással lehetett a többi, E2 által up-regulált receptor ösztrogénérzékenységére is, de valószínű, hogy a 4-MBC egy bonyolultabb folyamat alapján befolyásolja a különböző fehérjék expresszióját. ( Schlumpf és mtsai, 2005) [link]

Az kámforvegyületek hatásai a fejlődésre

A Zurichi Egyetem kutatói a kámforvegyületek (4-MBC, 3-BC) fejlődéstani hatásait vizsgálták. Először in vitro kimutatták, hogy a vegyületek ösztrogénhatást mutatnak MCF-7 sejteken, ill. antiandrogén hatást MDA-kb2 sejteken. Ezt követte az in vivo kísérlet, amelyet standard körülmények közt (fény: 0200-16.00 h, 22 ± 1 °C, élelem+víz ad libitum) tartott Long Evans patkányokon végeztek. A vegyületeket 3430 tápba keverték a következő koncentrációkban: 4-MBC 0.01, 0.1, 0.33 és 0.66 g/kg táp –ebből az átlagos napi bevitel 0.7, 7, 24 és 47 mg/ttkg. 3-BC 0.0033, 0.01, 0.033 és 0.1 g/kg táp, átlagos napi bevitel 0.24, 0.7, 2.4 és 7 mg/ ttkg. A 4 –MBC és 3-BC tartalmú tápot 10 héttel párosodás előtt kezdték adagolni, és vemhesség, laktáció alatt, illetve F1 nemzedék felnőtté válásáig adagolták. A vemhesség alatt megfigyelték, hogy a vemhes patkányok súlycsökkenése dózisfüggetlen folyamat és csak 3-BC-vel kiváltható, 4-MBC-vel nem. Az alomszám és a túlélési esély a születést követő első két hétben csökkent mint 3-BC és 4-MBC hatására (4. ábra). Az F0 nemzedék csak felnőttkorában volt kezelve kámforvegyületekkel, de mérgezési tüneteket késő felnőtt korukig nem mutattak, még a legnagyobb 4-MBC dózisra sem. Egy szerv, a glandula thyreoidea, azonban módosult mind F0, F1 generációban (F1 kifejezettebb volt), mindkét nemben, krónikus 4-MBC adagolásra. Az F1 nemzedék újszülötteinek immunrendszerében is bekövetkeztek változások: A születés utáni 14. napra a thymus tömege csökkent 24 és 47 mg/kg 4-MBC és 7 mg/kg 3 BC hatására. A legérzékenyebb paramétert azonban a serdülőkor elérése jelentette. A legalacsonyabb dózis, amely késleltette a hímek ivarérettségét (praeputial separation) 7mg/kg 4-MBC ill. 0.24 mg/kg 3-BC jelentette. Ezzel szemben a nőstények ivarérésére (vaginal opening) láthatólag nem volt hatással. [ Megjegyzendő, hogy az ER- β ligand genistein vemhesség és laktáció alatt szintén okozhat serdülőkori késlekedést hímekben. A felnőtt nemzedék testtömege 4-MBC hatására nem, 3 –BC hatására csökkent, főleg nőstényekben. Szignifikáns a 4-MBC és 3-BC indukált módosulások a nemi szervek súlyát illetően, amelyet főleg a felnőtt patkányoknál észleltek. A ventrális prostata egy érzékeny paraméter. Súlya lecsökkent mindkét kámforvegyület adagolására. A súlyváltozás csökkentésekor a 3-BC dózisát a legalacsonyabbra vették (0.24 mg/kg), de még ekkor is kimutathatók voltak génexpressziós módosulások. A kámforvegyületek még két további szervre hatottak: 4-MBC a testis abszolút- és relatív tömegét csökkentette a születést követő 14. napon, majd megnövelte (abszolút: 7 mg/kg, relatív: 47 mg/kg) azt a 12. hétre. A 3-BC láthatólag semmilyen változást nem okozott. Az epididymis és a vesica seminalis súlyát 3-BC jobban befolyásolta, mint 4-MBC. A méh tömege megnövekedett 4-MBC hatásra, de lecsökkent 3-BC legnagyobb dózisára, míg az ovariumra csak 4-MBC volt hatással. (Schlumpf és mtsai, 2004)

felugró szöveg
4. Ábra
Összefoglaló a 4-MBC hatásairól különböző dózisoknál, (Schlumpf nyomán)

A kámforvegyületek hatásai a pajzsmirigyre

A kámforvegyületek azonban nem csak a nemi, hanem a pajzsmirigyhormonokra is hatást gyakorolnak. Befolyásukat a thyroid hormonok termelésére több kutatás során is vizsgálták. Egy 2004-es kísérlet (Schmutzler és mtsai 2004) [link] kimutatta, hogy ha szájon át 4-MBC-t juttatunk a patkányok szervezetébe, a TSH hormonszint emelkedik, a T4 szint csökken, a T3 azonban szintén emelkedik. A szervezetben zajló feedback szabályozómechanizmusokkal ez a jelenség nem magyarázható. 2005-ben egy másik kutatásban (Seidlová-Wuttke és mtsai, 2005) arra az eredményre jutottak, hogy a 4-MBC-nek két főbb hatása van a thyroid tengelyre: egyrészt gátolja a pajzsmirigy peroxidáz enzimjét, amely az atomos jódból jodidionokat képez. Ez megmagyarázza az alacsony T4 szintet, amely visszacsatolás által magasabb TSH szintet eredményez. A T3 szint emelkedésének hátterében a 4-MBC dejodáz termelést stimuláló hatása áll. A magasabb dejodáz aktivitás pedig szintén alacsonyabb T4-szintet eredményez. [link]

Veszélyforrást jelenthetnek az UV szűrő vegyületek

Összegzésképpen azt találtuk, hogy a sűrűn használt kámforvegyületek hatással vannak az endokrin aktivitásra. Az ösztrogénhatású UV-szűrő 4-MBC a magzati életben és születés után is hatással van a hypothalamus-hypofízis-gonád tengely fejlődésére hím és nőstény patkányokban egyaránt, a központi idegrendszerben és a perifériára is, ennek eredményeképpen az ösztrogén-regulált génexpresszióra a nemi szervekben és az egyes agyterületekre is. A másik kámforszármazék, a 3-BC is hasonló fejlődéstani veszélyeket hord magában, de kissé különböző hatásokkal. Egyelőre nem tudjuk, hogy miért különbözik a hatása a két kámforvegyületnek, annak ellenére, hogy a szerkezetük és a ER affinitásuk is hasonló. Az UV szűrők mérgező hatásai két arcot mutatnak, attól függően milyen módon használjuk őket: naptej használatakor biztosan be fog jutni a kámforvegyület az emberbe, amely majd továbbítja a vegyületet a környezetbe. Ezek a vegyületek hozzáadódnak a többi, már természetben jelenlévő, endokrin aktív szerekhez. Ezeknek a vegyületeknek a keverékével fognak találkozni az organizmusok. Ennek fényében érthetővé válik, hogy milyen veszélyt rejthet magában a kámforvegyületek használata ill.hatásainak következményeit egyelőre nem láthatjuk tisztán. (Schlumpf, 2004)

Források

Képek:

kamfor (last edited 2016-05-04 06:14:58 by G4N4EC)