Xanthine

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Xantine
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van xantine
Structuurformule van xantine
Molecuulmodel van xantine
Molecuulmodel van xantine
1H-NMR van Xantine
1H-NMR van Xantine
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
C5H4N4O2
IUPAC-naam 3,7-Dihydropurine-2,6-dion
Andere namen 1H-Purine-2,6-diol
Molmassa 152,11 g/mol
SMILES
c1[nH]c2c(n1)nc(nc2O)O
InChI
1S/C5H4N4O2/c10-4-2-3(7-1-6-2)8-5(11)9-4/h1H,(H3,6,7,8,9,10,11)
CAS-nummer 69-89-6
PubChem 1188
Beschrijving witte vaste stof
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Schadelijk
[1]
H-zinnen H317 - H319[1]
P-zinnen P280 - P305+P351+P338[1]
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand vast
Smeltpunt ontleedt °C
Oplosbaarheid in water 16 °C: 0.069 g/L
100 °C: 0,711 g/L
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Xanthine, vroeger ook aangeduid als xanthinezuur en volgens de IUPAC 3,7-dihydro-purine-2,6-dion, is een purinebase, komt voor in de meeste organen en weefsel van praktisch alle organismen. Verbindingen waarvan het centrale deel van het molecuul gevormd wordt door de twee ringen in xantine, worden aangeduid als xantines of xantinen.

Medische toepassingen van xantines[bewerken]

Esculaap Neem het voorbehoud bij medische informatie in acht.
Raadpleeg bij gezondheidsklachten een arts.

Xanthines vormen een groep alkaloïden die veel gebruikt worden vanwege de stimulerende effecten en als bronchodilatoren, vooral in het behandelen van astma. De effecten zijn echter breed en de therapeutische breedte is smal waardoor ze niet het meestgebruike astmamedicijn zijn. Het therapeutische niveau is 10-20 microgram/mL bloed. Giftigheidtekenen zijn onder andere trillen en misselijkheid.

Gemethyleerde xanthinederivaten zijn cafeïne (in koffie en gewone thee), paraxanthine, theofylline en theobromine (vooral in chocolade). Deze stoffen remmen fosfodiesterase en adenosine.[2]

Xanthine, de stamverbinding, is een metaboliet van purines (uit guanine door guanine deaminase, uit hypoxanthine door xanthine oxidoreductase) en wordt zelf omgezet in urinezuur door het enzym xanthine oxidase. Sommige mensen hebben een tekort aan dit enzym waardoor xanthine niet (voldoende) kan worden omgezet in urinezuur. Deze zeldzame erfelijke aandoening wordt xanthinuria genoemd.

Xanthines zijn purinederivaten en worden in zeer kleine hoeveelheden gevonden in nucleïnezuren.

De verschillende methylxanthines hebben niet alleen effect op de luchtwegen, maar verhogen ook de hartslag en de kracht waarmee het hart pompt, bij hoge doses treden hartritme stoornissen op. In het centraal zenuwstelsel stimuleren zij alertheid, het ademhalingscentrum, en worden ze toegepast ter bestrijding van apneu bij kinderen. Bij hoge dosis treedt misselijkheid op, die niet met anti-braakmiddelen te bestrijden is. Methylxanthines stimuleren de afgifte van pepsine en maagzuur. Methylxanthines worden in de lever door cytochroom P450 gemetaboliseerd.

Tot de gemethyleerde xanthines behoren naast de al eerder genoemde groep ook aminophylline, IBMX, paraxanthine, pentoxifylline,[3]. Deze stoffen werken zowel als

  1. competitieve niet-selectieve fosfodiesterase inhibitoren[4] waardoor de concentratie intracellulair cAMP stijgt, waardoor PKA geactiveerd wordt, inhibitie van TNF-alpha[3][5] en leukotrieen [6] synthese optreedt, en remming van ontstekingsverschijnselen en innate immunity.[6] en als
  2. niet-selectieve adenosinereceptor antagonist[7] waarmee het slaperigheid veroorzakende adenosine tegengewerkt wordt.

De verschillende verbindingen vertonen een grote spreiding aan activiteit ten gevolge van het grote aantal subtypes van de receptor. Er is daarom een groot aantal synthetische xanthines ontwikkeld, en lang niet altijd met een of meer methylgroepen, in de zoektocht naar grotere selectiviteit voor het enzym fosfodiesterase of de subtypes van de adenosinereceptor.[8]

Voorbeelden[bewerken]

Basisstructuur van xanthines
Voorbeelden van Xanthines
Naam R1 R2 R3 IUPACmaam Komt voor in
Caffeine CH3 CH3 CH3 1,3,7-trimethyl-1H-purine-2,6(3H,7H)-dione Koffie, Guarana, Yerba mate, Thee, Cola
Theobromine H CH3 CH3 3,7-dihydro-3,7-dimethyl-1H-purine-2,6-dione Chocola, Yerba mate
Theofylline CH3 CH3 H 1,3-dimethyl-7H-purine-2,6-dione Thee, Chocola, Yerba mate
Xanthine H H H 3,7-dihydro-purine-2,6-dione planten, dieren

Zie ook[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. a b c Online catalogus van Sigma Aldrich, geraadpleegd op 26 april 2011.
  2. Gene A. Spiller:  Caffeine  - CRC Press (Boca Raton)  (1998) ISBN 0-8493-2647-8  
  3. a b UJ. Deree, J.O. Martins, H. Melbostad, W.H. Loomis, R. Coimbra:  Insights into the regulation of TNF-alpha production in human mononuclear cells: the effects of non-specific phosphodiesterase inhibition.  Clinics (Sao Paulo)  63  pag. 321 – 328 (2008) DOI:10.1590/S1807-59322008000300006  
  4. D.M. Essayan:  Cyclic nucleotide phosphodiesterases  J. Allergy Clin. Immunol.  108  pag. 671 – 680 (2001) DOI:10.1067/mai.2001.119555  
  5. L.J. Marques, L. Zheng, N. Poulakis, J. Guzman, U. Costabel:  Pentoxifylline inhibits TNF-alpha production from human alveolar macrophages  Am. J. Respir. Crit. Care Med.  159  pag. 508 – 511 (1999) Internet
  6. a b M. Peters-Golden, C. Canetti, P. Mancuso, M.J. Coffey:  Leukotrienes: underappreciated mediators of innate immune responses  J. Immunol.  174  pag. 589 – 594 (2005) Internet
  7. J.W. Daly, K.A. Jacobson, D. Ukena:  Adenosine receptors: development of selective agonists and antagonists  Prog. Clin. Biol. Res.  230  pag. 41 – 63 (1987) 
  8. Zie:
    • D.W.MacCorquodale:  The synthesis of some alkylxanthines  J. Amer. Chem. Soc.  51  pag. 2245 – 2251 (1929) DOI:10.1021/ja01382a042  
    • A. Sunshine, E.M. Laska, C.E. Siegel (RICHARDSON-VICKS, INC):  Analgesic and anti-inflammatory compositions comprising xanthines and methods of using same  (1989) WO patent 1985002540, 22 maart 1989 toegekend
    • Constantin Koulbanis, Claude Bouillon, Patrick Darmenton (L'Oreal):  Cosmetic compositions having a slimming action  US patent 4288433, 4 september 1981 toegekend
    • J.W. Daly, W.L. Padgett, M.T. Shamim:  Analogues of caffeine and theophylline: effect of structural alterations on affinity at adenosine receptors  J, Medicinal Chem,  29  pag. 1305 – 1308 (1986) DOI:10.1021/jm00157a035  
    • J.W. Daly, K.A. Jacobson, D. Ukena:  Adenosine receptors: development of selective agonists and antagonists  Progress in Clinical and Biological Research  230  pag. 41 – 63 (1987) 
    • O.H. Choi, M.T. Shamim, W.L. Padgett, J.W. Daly:  Caffeine and theophylline analogues: correlation of behavioral effects with activity as adenosine receptor antagonists and as phosphodiesterase inhibitors  Life Sciences  43  pag. 387 – 398 (1988) DOI:10.1016/0024-3205(88)90517-6  
    • M.T. Shamim, D. Ukena, W.L. Padgett, J.W. Daly:  Effects of 8-phenyl and 8-cycloalkyl substituents on the activity of mono-, di-, and trisubstituted alkylxanthines with substitution at the 1-, 3-, and 7-positions  J. Medicinal Chem.  32  pag. 1231 – 1237 (1989) DOI:10.1021/jm00126a014  
    • J.W. Daly, I. Hide, C.E. Müller, M. Shamim:  Caffeine analogs: structure-activity relationships at adenosine receptors  Pharmacology  42  pag. 309 – 321 (1991) DOI:10.1159/000138813  
    • D. Ukena, C. Schudt, G.W. Sybrecht:  Adenosine receptor-blocking xanthines as inhibitors of phosphodiesterase isozymes  Biochemical Pharmacology  45  pag. 847 – 851 (1993) DOI:10.1016/0006-2952(93)90168-V  Internet
    • J.W. Daly:  Alkylxanthines as research tools  Journal of the Autonomic Nervous System  81  pag. 44 – 52 (2000) DOI:10.1016/S0165-1838(00)00110-7  Internet
    • J.W. Daly:  Caffeine analogs: biomedical impact  Cellular and Molecular Life Sciences  64  pag. 2153 – 2169 (2007) DOI:10.1007/s00018-007-7051-9  
    • M.P. González, C. Terán, M. Teijeira:  Search for new antagonist ligands for adenosine receptors from QSAR point of view. How close are we?  Medicinal Research Reviews  28  pag. 329 – 371 (2008) DOI:10.1002/med.20108  
    • P.G. Baraldi, M.A. Tabrizi, S. Gessi, P.A. Borea:  Adenosine receptor antagonists: translating medicinal chemistry and pharmacology into clinical utility  Chemical Reviews  108  pag. 238 – 263 (2008) DOI:10.1021/cr0682195