Непеталактон

Непеталактон
Изображение химической структуры
Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование		 4,7-​диметил-​5,6,7,7a-​тетрагидроциклопента[c]пиран-​1​(4aH)​-​он
Хим. формула C10H14O2
Рац. формула C10H14O2
Физические свойства
Молярная масса 166.22 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS 490-10-8
PubChem 161367
SMILES
 
InChI
 
ChEBI 7518
ChemSpider 141747
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Непеталактон — органическое соединение, монотерпеноидный лактон, один из основных компонентов эфирного масла котовника кошачьего Nepeta cataria («кошачьей мяты»➤).

История открытия

В обычных условиях летучее вещество. В 1941-1942 годах в отделе фармацевтической химии в Висконсине проводился поиск вещества котовника кошачьего привлекающего кошачьих. При перегонке растительного сырья с паром было выделено около 0,3 % летучего пахнущего масла, 80 % которого растворялось в щёлочи, а после подкисления образовавшегося раствора — кристаллическая непеталовая кислота не имеющая запаха. В нерастворимой фракции были непеталактон, непеталовый ангидрид, кариофиллен. Исследования проводились под руководством Мак-Ильвейна. Действие веществ испытывалось на 7 взрослых африканских львах и львицах и 3 львятах в Медисонском зоопарке, они прореагировали как на кошачью мяту только на непеталактон идентично домашним кошкам, проигнорировав все остальные полученные вещества. В 1954 году Мейнвалдом была доказана структурная формула непеталактона[1].

Опыт изучения и открытия формулы непеталактона в дальнейшем помогло в определении формулы иридомирмецина и изоиридомирмицина, при окислении которых образуются непеталиновые кислоты, образующиеся и при гидролизе и окислении непеталактона[2].

Описание

Непеталактон является иридоидом — монотерпеновым циклопентанпираном[3], кислород пиранового цикла входит в лактонную группу непеталактона. Молекула непеталактона содержит три хиральных центра, поэтому может существовать в нескольких стереоизомерных конфигурациях из которых наиболее распространены:

  • 4а(α-),7(α-),7а(α-)-непеталактон, цис-транс-форма (непеталактон)[4]
  • 4а(β-),7(α-),7а(α-)-непеталактон, транс-цис-форма (эпинепеталактон)[5]

Конфигурации хиральных центров были определены при окислении пиранового цикла непеталактона с образованием непетовой (3-метилциклопентан-1,2-дикарбоновой) кислоты[6].

В эфирном масле котовника содержится ~77 % непеталактона[7] в виде смеси цис-транс- и транс-цис- изомеров с преобладанием цис-транс-изомера (70-99 %).

В эфирных маслах растений рода Nepeta содержится также неонепеталактон — изомер непеталактона, отличающийся расположением двойной связи:


В биосинтезе непеталактонов в растениях участвуют иридоидсинтаза и NEPS-ферменты[8].

Биосинтез непеталактона в котовниках. ISY — иридоидсинтаза

Непеталактон и насекомые

Непеталактон обладает репеллентным действием на некоторых насекомых, в частности на комаров[9][10][11]. По данным исследования середины XX века, он действовал на 17 видов насекомых[12][13]. Это действие, сравнимое с ДЭТА, опосредовано избирательным видоспецифичным действием непеталактона на ионные каналы TRPA1[англ.] некоторых насекомых, не воздействуют на аналогичный ионный канал человека[14].

Непеталактон и кошки

От запаха котовника кошачьего у представителей семейства кошачьих наблюдается нестандартное однотипное поведение разной степени выраженности у разных видов и внутри одного и того же вида, обусловленное их эндорфинами. Выявлено, что за это ответственен непеталактон, содержащийся в растении. При этом механизм и причина возникновения такого поведения до конца не выявлены. Предположительно они обусловлены либо непосредственно наркотическим действием на них, либо напоминают запах феромонов присущих им, либо служат своеобразным репеллентом[15][16][17][18].

Аналогичное действие оказывает и непеталактол[англ.] содержащийся к примеру в мататаби[19][20]. Такой эффект присущ ещё жимолости татарской, валериане лекарственной, акалифе индийской[англ.] и обусловлен химическими соединениями в них содержащимися, к примеру актинидином, предположительно из-за напоминания запахом непеталактон[21].

Механизм воздействия

Воздействие непеталактона или непеталактола на обонятельные рецепторы представителей семейства кошачьих вызывает выделение β-эндорфина в кровь; этот эндорфин, в свою очередь, активирует µ-опиоидные рецепторы как агонист, действуя подобно морфину или другим опиоидам. Известно, что налоксон, антагонист µ-опиоидных рецепторов, блокирует действие непеталактона и непеталактола у домашних кошек, что подтверждает этот механизм действия, связанный с эндорфином. Повторное воздействие непеталактонов или непеталактолов не вызывает опиоидной абстиненции у представителей семейства кошачьих, вероятно потому, что секреция эндогенного β-эндорфина находится под контролем. В исследованиях низкого качества было показано, что (цис,транс)- и (транс,цис)-непеталактоны действуют как аттрактанты на домашних кошек. В кошачьей мяте, например, встречаются оба изомера, но основным является (цис,транс)-изомер.

Эффекты

Две трети взрослых домашних кошек после контакта с источником непеталактона начинают его лизать, нюхать, есть, царапать или переворачивать. Они также могут начать бить лапами, трясти головой, тереть щеки, вылизывать себя или издавать вокальные звуки. Около трети взрослых кошек реагируют на непеталактон более пассивно: они могут принять позу, похожую на позу сфинкса, снизить мяуканье или уменьшить подвижность. Аналогичное действие непеталактона наблюдается и у других представителей семейства кошачьих.

Продолжительность и вариабельность эффекта.

Непеталактоны действуют на домашних кошек через слизистую оболочку носа. Пероральное проглатывание не оказывает никакого воздействия.[5] Они вызывают заметные поведенческие эффекты примерно у двух третей взрослых кошек. Однако, вероятно, все кошки подвержены их воздействию, но у одной трети взрослых кошек эффект менее заметен. Непеталактоны не оказывают заметного влияния на котят, возраст которых не превышает трех месяцев. Их действие также менее выражено у кастрированных кошек по сравнению с некастрированными, но не значительно.

Действие непеталактона у домашних кошек начинается быстро и продолжается в течение 5-15 минут. После воздействия у кошек развивается толерантность к непеталактону. Толерантность сохраняется в течение нескольких часов.

Львы (Panthera leo) и ягуары (Panthera onca) чувствительны к непеталактону. Их действие может продолжаться в них до 60 минут. Непеталактоны также действуют на леопардов (Panthera pardus). Непеталактоны НЕ действуют на тигров (Panthera tigris), рысей (Lynx rufus), пум (Puma concolor) и онциллов (Leopardus tigrinus).

Примечания

  1. ↑ Луис Филер, Мэри Филер. Органическая химия. Углубленный курс. Том II / Под ред. Ф. В. Рабиновича // М.: Химия, 1970. — 800 с., ил. УДК 547.1. — С. 75-78.
  2. ↑ Щемякин М. М., Хохлов А. С., Колосов М. Н., Бергельсон Л. Д. Антонов В. К. Химия антибиотиков. Том I / Изд. 3-е, перераб. и доп. // М.: АН СССР, 1961. — 800 с. — С. 517.
  3. ↑ Семёнов А. А. Очерк химии природных соединений // Новосибирск: Наука. СО РАН, 2000. — 664 с., ил. ISBN 5-02-031642-3. — С. 90.
  4. ↑ nepetalactone CID 161367 // PubChem. Дата обращения: 4 октября 2017. Архивировано 22 октября 2013 года.
  5. ↑ 4a.alpha.,7.alpha.,7a.beta.-Nepetalactone CID 442430// PubChem
  6. ↑ Bates, Robert B.; E. J. Eisenbraun, S. M. McElvain. The Configurations of the Nepetalactones and Related Compounds (англ.) // Journal of the American Chemical Society[англ.] : journal. — 1958. — Vol. 80, no. 13. — P. 3420—3424. — doi:10.1021/ja01546a054.
  7. ↑ Regnier, F. E.; G. R. Waller, E. J. Eisenbraun. Studies on the composition of the essential oils of three Nepeta species, (англ.) // Phytochemistry : journal. — 1967. — Vol. 6, no. 9. — P. 1281—1289. — ISSN 0031-9422. — doi:10.1016/s0031-9422(00)86090-2.
  8. ↑ Д. Спасская. Кошачья мята научилась привлекать котов независимо от родственников Архивная копия от 18 июня 2022 на Wayback Machine // 13.05.2020 г. N + 1.
  9. ↑ Polsomboon S., Grieco J. P., Achee N. L., Chauhan K. R., Tanasinchayakul S., Pothikasikorn J., Chareonviriyaphap T. Behavioral responses of catnip (Nepeta cataria) by two species of mosquitoes, Aedes aegypti and Anopheles harrisoni, in Thailand. (англ.) // Journal Of The American Mosquito Control Association. — 2008. — December (vol. 24, no. 4). — P. 513—519. — doi:10.2987/08-5760.1. — PMID 19181058. [исправить]
  10. ↑ Sathantriphop S., White S. A., Achee N. L., Sanguanpong U., Chareonviriyaphap T. Behavioral responses of Aedes aegypti, Aedes albopictus, Culex quinquefasciatus, and Anopheles minimus against various synthetic and natural repellent compounds. (англ.) // Journal Of Vector Ecology : Journal Of The Society For Vector Ecology. — 2014. — December (vol. 39, no. 2). — P. 328—339. — doi:10.1111/jvec.12108. — PMID 25424262. [исправить]
  11. ↑ В. Сысоева. Кошки помогли описать еще один природный репеллент Архивная копия от 29 июля 2021 на Wayback Machine // 20.01.2021 г. N + 1.
  12. ↑ Э. Райс. Природные средства защиты растений от вредителей / В пер. Е. Е. Верещагиной, под ред. А. М. Гродзинского // М.: Мир, 1986. — 184 с., ил. УДК 581.524.1. — С. 72.
  13. ↑ EISNER T. CATNIP: ITS RAISON D' ETRE. (англ.) // Science (New York, N.Y.). — 1964. — 4 December (vol. 146, no. 3649). — P. 1318—1320. — doi:10.1126/science.146.3649.1318. — PMID 14207462. [исправить]
  14. ↑ Melo N., Capek M., Arenas O. M., Afify A., Yilmaz A., Potter C. J., Laminette P. J., Para A., Gallio M., Stensmyr M. C. The irritant receptor TRPA1 mediates the mosquito repellent effect of catnip. (англ.) // Current Biology : CB. — 2021. — 10 May (vol. 31, no. 9). — P. 1988—1994. — doi:10.1016/j.cub.2021.02.010. — PMID 33667373. [исправить]
  15. ↑ Sebastiaan Bol, Jana Caspers, Lauren Buckingham, Gail Denise Anderson-Shelton, Carrie Ridgway, C. A. Tony Buffington, Stefan Schulz, Evelien M. Bunnik. Responsiveness of cats (Felidae) to silver vine (Actinidia polygama), Tatarian honeysuckle (Lonicera tatarica), valerian (Valeriana officinalis) and catnip (Nepeta cataria) Архивная копия от 17 июня 2022 на Wayback Machine / DOI 10.1186/s12917-017-0987-6 // BMC Veterinary Research. 2017, 13:70. 15 pages.
  16. ↑ Grognet J. Catnip: Its uses and effects, past and present. (англ.) // The Canadian Veterinary Journal = La Revue Veterinaire Canadienne. — 1990. — June (vol. 31, no. 6). — P. 455—456. — PMID 17423611. [исправить]
  17. ↑ Espín-Iturbe L. T., López Yañez B. A., Carrasco García A., Canseco-Sedano R., Vázquez-Hernández M., Coria-Avila G. A. Active and passive responses to catnip (Nepeta cataria) are affected by age, sex and early gonadectomy in male and female cats. (англ.) // Behavioural Processes. — 2017. — September (vol. 142). — P. 110—115. — doi:10.1016/j.beproc.2017.06.008. — PMID 28698045. [исправить]
  18. ↑ Uenoyama R., Miyazaki T., Hurst J. L., Beynon R. J., Adachi M., Murooka T., Onoda I., Miyazawa Y., Katayama R., Yamashita T., Kaneko S., Nishikawa T., Miyazaki M. The characteristic response of domestic cats to plant iridoids allows them to gain chemical defense against mosquitoes. (англ.) // Science Advances. — 2021. — January (vol. 7, no. 4). — doi:10.1126/sciadv.abd9135. — PMID 33523929. [исправить]
  19. ↑ Почему кошки любят кошачью мяту Архивная копия от 23 июня 2022 на Wayback Machine // «Наука и жизнь». 2021, № 1.
  20. ↑ А. Курамшин. Котик и непеталактон Архивная копия от 29 мая 2020 на Wayback Machine // 04.05.2017 г. Элементы.ру.
  21. ↑ Sebastiaan Bol, Adrian Scaffidi, Evelien M. Bunnik, Gavin R. Flematti. Behavioral differences among domestic cats in the response to cat-attracting plants and their volatile compounds reveal a potential distinct mechanism of action for actinidine Архивная копия от 1 апреля 2022 на Wayback Machine / https://doi.org/10.1101/2022.03.05.483118 // bioRxiv, March 7, 2022.