Μενθόλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Η χημική δομή της μενθόλης

Η μενθόλη ή μινθόλη είναι οργανική ένωση που παράγεται συνθετικά ή λαμβάνεται από τα έλαια μέντας. Είναι κηρώδης, κρυσταλλική ουσία, διαυγής ή λευκού χρώματος, η οποία είναι στερεή σε θερμοκρασία δωματίου και λιώνει σε ελαφρώς μεγαλύτερη.

Η κύρια μορφή της μενθόλης που εμφανίζεται στη φύση είναι (-) - μενθόλη, στην οποία εκχωρείται η διαμόρφωση (1 R, 2 S, 5 R ). Η μενθόλη έχει τοπικές αναισθητικές και αντιερεθιστικές ιδιότητες και χρησιμοποιείται ευρέως για την ανακούφιση του ελαφρού ερεθισμού του λαιμού. Η μενθόλη δρα επίσης ως ασθενής αγωνιστής του κ-υποδοχέα οπιοειδών.

Το 2017, ήταν το 193ο πιο συχνά συνταγογραφούμενο φάρμακο στις Ηνωμένες Πολιτείες, με περισσότερες από δύο εκατομμύρια συνταγές.[1][2]

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η φυσική μενθόλη υπάρχει ως καθαρό στερεοϊσομερές, σχεδόν πάντα η μορφή (1 R, 2 S, 5 R ) (κάτω αριστερή γωνία του διαγράμματος παρακάτω). Τα οκτώ πιθανά στερεοϊσομερή είναι:

Δομές ισομερών μενθόλης

Στην φυσική ένωση, η ισοπροπυλική ομάδα είναι στον trans προσανατολισμό τόσο στην μεθυλίου και υδροξυλίου ομάδες. Έτσι, μπορεί να σχεδιαστεί με οποιονδήποτε από τους τρόπους που εμφανίζονται:

Διαμόρφωση καρέκλας μενθόλης Μοντέλο 3D Ball-and-Stick που επισημαίνει τη διαμόρφωση της καρέκλας της μενθόλης

Τα (+) - και (-) - εναντιομερή της μενθόλης είναι τα πιο σταθερά μεταξύ αυτών με βάση τις διαμορφώσεις κυκλοεξανίου τους. Με τον ίδιο τον δακτύλιο σε διαμόρφωση καρέκλας, και οι τρεις ογκώδεις ομάδες μπορούν να προσανατολιστούν σε ισημερινές θέσεις.

Οι δύο κρυσταλλικές μορφές της ρακεμικής μενθόλης έχουν σημεία τήξης 28 ° C και 38 ° C. Η καθαρή (-) - μενθόλη έχει τέσσερις κρυσταλλικές μορφές, εκ των οποίων η πιο σταθερή είναι η μορφή α, οι γνωστές ευρείες βελόνες.

Βιολογικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μια μακροφωτογραφία κρυστάλλων μενθόλης
Κρύσταλλοι μενθόλης σε θερμοκρασία δωματίου. Μήκος περίπου 1 cm.

Η ικανότητα της μενθόλης να ενεργοποιεί χημικά τους ευαίσθητους στο κρύο υποδοχείς TRPM8 στο δέρμα είναι υπεύθυνη για τη γνωστή αίσθηση ψύξης που προκαλεί όταν εισπνέεται, τρώγεται ή εφαρμόζεται στο δέρμα.[3] Υπό αυτήν την έννοια, είναι παρόμοια με την καψαϊκίνη, τη χημική ουσία που ευθύνεται για την πικάντικη καυτή τσίλι (η οποία διεγείρει τους αισθητήρες θερμότητας, επίσης χωρίς να προκαλεί πραγματική αλλαγή στη θερμοκρασία).

Οι αναλγητικές ιδιότητες της μενθόλης μεσολαβούνται μέσω επιλεκτικής ενεργοποίησης των κ-υποδοχέων οπιοειδών.[4] Η μενθόλη μπλοκάρει επίσης τα ευαίσθητα στην τάση κανάλια νατρίου, μειώνοντας τη νευρική δραστηριότητα που μπορεί να διεγείρει τους μυς.[5]

Ορισμένες μελέτες δείχνουν ότι η μενθόλη δρα ως θετικός αλλοστερικός ρυθμιστής του υποδοχέα GABAA και αυξάνει τη GABAεργική μετάδοση στους νευρώνες PAG.[6] Η μενθόλη έχει επίσης αναισθητικές ιδιότητες παρόμοιες με την προποφόλη, τροποποιώντας τις ίδιες θέσεις του υποδοχέα GABAA.[7]

Η μενθόλη χρησιμοποιείται ευρέως στην οδοντιατρική περίθαλψη ως τοπικός αντιβακτηριακός παράγοντας, αποτελεσματικός έναντι διαφόρων τύπων στρεπτόκοκκων και γαλακτοβακίλλων.[8]

Βιοσύνθεση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η βιοσύνθεση της μενθόλης έχει διερευνηθεί στη Mentha × piperita και τα ένζυμα που εμπλέκονται έχουν ταυτοποιηθεί και χαρακτηριστεί.[9] Ξεκινά με τη σύνθεση του τερπενίου λιμονενίου, ακολουθούμενη από υδροξυλίωση και, στη συνέχεια, διάφορα στάδια αναγωγής και ισομερισμού.

Πιο συγκεκριμένα, η βιοσύνθεση της (-) - μενθόλης λαμβάνει χώρα στα κύτταρα των εκκριτικών αδένων του φυτού μέντας. Η συνθετάση διφωσφορικού γερανίου (GPPS), καταλύει πρώτα την αντίδραση της IPP και DMAPP σε διφωσφορικό γερρανύλιο. Η επόμενη (-) - συνθετάση λιμονενίου (LS) καταλύει την κυκλοποίηση διφωσφορικού γερανυλίου προς (-) - λιμονένιο. Η (-) - λιμονένιο-3-υδροξυλάση (L3OH), χρησιμοποιώντας Ο 2 και NADPH, στη συνέχεια καταλύει την αλλυλική υδροξυλίωση του (-) - λιμονένιου στην 3 θέση με (-) - trans-ισοπιπεριτενόλη. (-) - Η δεϋδρογονάση της trans -ισοπιπεριτενόλης (iPD) οξειδώνει περαιτέρω την ομάδα υδροξυλίου στη θέση 3 χρησιμοποιώντας το NAD + για να παράγει (-) - ισοπιπεριτενόνη. (-) - Η αναγωγάση της ισοπιπεριτόνης (iPR) μειώνει τον διπλό δεσμό μεταξύ των ατόμων άνθρακα 1 και 2 χρησιμοποιώντας το NADPH για να σχηματίσει (+) - cis- ισοπουλεγόνη. Η ισομεράση της (+) - cis -ισοπουλεγόνης (iPI) στη συνέχεια ισομερίζει τον υπόλοιπο διπλό δεσμό για να σχηματίσει (+) - πουλεγόνη. Η αναγωγάση της (+) - πουλεγόνης (PR) στη συνέχεια μειώνει αυτόν τον διπλό δεσμό χρησιμοποιώντας NADPH για να σχηματίσει (-) - μενθόνη. Η αναγωγάση της (-) - μενθόνης (MR) στη συνέχεια μειώνει την ομάδα καρβονυλίου χρησιμοποιώντας το NADPH για να σχηματίσει (-) - μενθόλη.[9]

Εικόνα βιοσύνθεσης μενθόλης

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η συνολική παγκόσμια παραγωγή μενθόλης το 1998 ήταν 12.000 τόνοι εκ των οποίων 2.500 τόνοι ήταν συνθετικοί. Το 2005, η ετήσια παραγωγή συνθετικής μενθόλης ήταν σχεδόν διπλάσια. Οι τιμές κυμαίνονται από 10-20 $ / kg με μέγιστα στην περιοχή των 40 $ / kg, αλλά έχουν φτάσει τα 100 $ / kg. Το 1985, εκτιμήθηκε ότι η Κίνα παρήγαγε το μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας προσφοράς φυσικής μενθόλης, αν και φαίνεται ότι η Ινδία έχει ωθήσει την Κίνα στη δεύτερη θέση.[10]

Εφαρμογές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η μενθόλη περιλαμβάνεται σε πολλά προϊόντα και για διάφορους λόγους. Αυτά περιλαμβάνουν:

  • Σε μη συνταγογραφούμενα προϊόντα για βραχυπρόθεσμη ανακούφιση από τον ερεθισμό του μικρού λαιμού και τον ερεθισμό του στόματος ή του λαιμού.
  • Ως αντικνησμωδικό για τη μείωση του κνησμού.
  • Ως τοπικό αναλγητικό, χρησιμοποιείται για την ανακούφιση από ελαφριούς πόνους και ενοχλήσεις, όπως μυϊκές κράμπες, διαστρέμματα, πονοκεφάλους και παρόμοιες καταστάσεις, μόνη της ή σε συνδυασμό με χημικές ουσίες όπως καμφορά, έλαιο ευκαλύπτου ή καψαϊκίνη. Στην Ευρώπη, τείνει να εμφανίζεται ως τζελ ή κρέμα, ενώ στις ΗΠΑ, τα επιθέματα και τα μανίκια του σώματος χρησιμοποιούνται πολύ συχνά.
  • Ως ενισχυτής διείσδυσης στη διαδερμική χορήγηση φαρμάκων.
  • Σε αποσυμφορητικά για το στήθος και τους παραρρίνιους κόλπους (κρέμα, έμπλαστρο ή συσκευή εισπνοής).
    • Παραδείγματα: Vicks VapoRub, Mentholatum, VapoRem, Mentisan.
  • Σε ορισμένα φάρμακα που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία των ηλιακών εγκαυμάτων, καθώς παρέχει αίσθηση ψύξης (που συχνά σχετίζεται με την αλόη ).
  • Σε aftershave προϊόντα για την ανακούφιση από το ξυράφι.
  • Ως πρόσθετο καπνού για κάπνισμα σε ορισμένες μάρκες τσιγάρων, για γεύση και για τη μείωση του ερεθισμού του λαιμού και των κόλπων που προκαλείται από το κάπνισμα. Η μενθόλη αυξάνει επίσης την πυκνότητα των υποδοχέων της νικοτίνης,[11] αυξάνοντας το εθιστικό δυναμικό των προϊόντων καπνού.[12][13]
  • Συνήθως χρησιμοποιείται σε προϊόντα στοματικής υγιεινής και θεραπείες κακής αναπνοής, όπως στοματικό διάλυμα, οδοντόκρεμα, σπρέι στόματος και γλώσσας και γενικότερα ως παράγοντας γεύσης τροφίμων, όπως τσίχλες και καραμέλες.
  • Ως παρασιτοκτόνο κατά των τραχείων ακάρεων των μελισσών.
  • Στην αρωματοποιία, η μενθόλη χρησιμοποιείται για την παρασκευή μεθυλοεστέρων για να τονίσει τις νότες λουλουδιών (ειδικά τριαντάφυλλο).
  • Σε προϊόντα πρώτων βοηθειών όπως "ορυκτός πάγος" που παράγει ψυκτικό αποτέλεσμα ως υποκατάστατο του πραγματικού πάγου απουσία νερού ή ηλεκτρικής ενέργειας (σακούλα, μπάλωμα / μανίκι ή κρέμα)
  • Σε διάφορα μπαλώματα που κυμαίνονται από μπαλώματα που μειώνουν τον πυρετό που εφαρμόζονται στο μέτωπο των παιδιών έως "μπαλώματα ποδιών" για την ανακούφιση πολλών παθήσεων (η τελευταία είναι πολύ πιο συχνή και περίπλοκη στην Ασία, ειδικά στην Ιαπωνία : ορισμένες ποικιλίες χρησιμοποιούν "λειτουργικές προεξοχές" ή μικρές προσκρούσεις για μασάζ στα πόδια κάποιου καθώς και να τα καταπραΰνουν και να τα κρυώνουν).
  • Σε ορισμένα προϊόντα ομορφιάς όπως τα μαλακτικά μαλλιών, βασισμένα σε φυσικά συστατικά (π.χ. St. ⁠Ives).
  • Ως αντισπασμωδικό και χαλαρωτικό λείου μυός στην ενδοσκόπηση ανώτερου γαστρεντερικού.[14]

Ασφάλεια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η εκτιμώμενη θανατηφόρα δόση μενθόλης (και έλαιο μέντας) στους ανθρώπους μπορεί να είναι τόσο χαμηλή όσο 50–500 mg / kg, (LD50 Οξεία: 3300 mg / kg [Αρουραίος], 3400 mg / kg [Ποντίκι], 800 mg / kg [Γάτα]).

Έχει αναφερθεί επιβίωση μετά από δόσεις 8 έως 9 g.[15] Επιδράσεις υπερβολικής δόσης είναι κοιλιακός πόνος, αταξία, κολπική μαρμαρυγή, βραδυκαρδία, κώμα, ζάλη, λήθαργος, ναυτία, δερματικό εξάνθημα, τρόμος, έμετος, ίλιγγος.[16]

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. «The Top 300 of 2020». ClinCalc. Ανακτήθηκε στις 11 Απριλίου 2020. 
  2. «Menthol - Drug Usage Statistics». ClinCalc. Ανακτήθηκε στις 11 Απριλίου 2020. 
  3. Eccles, R. (1994). «Menthol and Related Cooling Compounds». J. Pharm. Pharmacol. 46 (8): 618–630. doi:10.1111/j.2042-7158.1994.tb03871.x. PMID 7529306. 
  4. Galeotti, N.; Mannelli, L. D. C.; Mazzanti, G.; Bartolini, A.; Ghelardini, C.; Di Cesare, Mannelli (2002). «Menthol: a natural analgesic compound». Neurosci. Lett. 322 (3): 145–148. doi:10.1016/S0304-3940(01)02527-7. PMID 11897159. 
  5. Haeseler, G.; Maue, D.; Grosskreutz, J.; Bufler, J.; Nentwig, B.; Piepenbrock, S.; Dengler, R.; Leuwer, M. (2002). «Voltage-dependent block of neuronal and skeletal muscle sodium channels by thymol and menthol». Eur. J. Anaesthes. 19 (8): 571–579. doi:10.1017/S0265021502000923. PMID 12200946. 
  6. Lau, Benjamin K.; Karim, Shafinaz; Goodchild, Ann K.; Vaughan, Christopher W.; Drew, Geoffrey M. (2014-06-01). «Menthol enhances phasic and tonic GABAA receptor-mediated currents in midbrain periaqueductal grey neurons». Br. J. Pharmacol. 171 (11): 2803–2813. doi:10.1111/bph.12602. ISSN 1476-5381. PMID 24460753. 
  7. Watt, Erin E.; Betts, Brooke A.; Kotey, Francesca O.; Humbert, Danielle J.; Griffith, Theanne N.; Kelly, Elizabeth W.; Veneskey, Kelley C.; Gill, Nikhila και άλλοι. (2008-08-20). «Menthol shares general anesthetic activity and sites of action on the GABAA receptor with the intravenous agent, propofol». Eur. J. Pharmacol. 590 (1–3): 120–126. doi:10.1016/j.ejphar.2008.06.003. ISSN 0014-2999. PMID 18593637. 
  8. Freires, I. A.; Denny, C.; Benso, B.; de Alencar, S. M.; Rosalen, P. L. (2015-04-22). «Antibacterial Activity of Essential Oils and Their Isolated Constituents against Cariogenic Bacteria: A Systematic Review». Molecules 20 (4): 7329–7358. doi:10.3390/molecules20047329. PMID 25911964. 
  9. 9,0 9,1 Croteau, R. B.; Davis, E. M.; Ringer, K. L.; Wildung, M. R. (December 2005). «(−)-Menthol biosynthesis and molecular genetics». Naturwissenschaften 92 (12): 562–577. doi:10.1007/s00114-005-0055-0. PMID 16292524. Bibcode2005NW.....92..562C. 
  10. Charles S. Sell (2013), «Terpenoids», στο: Arza Seidel, επιμ., Kirk-Othmer Chemical Technology of Cosmetics, σελ. 247–374, ISBN 978-1-118-40692-2 
  11. Henderson, B. J.; Wall, T. R.; Henley, B. M.; Kim, C. H.; Nichols, W. A.; Moaddel, R.; Xiao, C.; Lester, H. A. (2016). «Menthol Alone Upregulates Midbrain nAChRs, Alters nAChR Subtype Stoichiometry, Alters Dopamine Neuron Firing Frequency, and Prevents Nicotine Reward». J. Neurosci. 36 (10): 2957–2974. doi:10.1523/JNEUROSCI.4194-15.2016. PMID 26961950. 
  12. Biswas, L.; Harrison, E.; Gong, Y.; Avusula, R.; Lee, J.; Zhang, M.; Rousselle, T.; Lage, J. και άλλοι. (2016). «Enhancing effect of menthol on nicotine self-administration in rats». Psychopharmacology 233 (18): 3417–3427. doi:10.1007/s00213-016-4391-x. PMID 27473365. 
  13. Wickham, R. J. (2015). «How Menthol Alters Tobacco-Smoking Behavior: A Biological Perspective». Yale J. Biol. Med. 88 (3): 279–287. PMID 26339211. 
  14. Hiki, N.; Kaminishi, M.; Hasunuma, T.; Nakamura, M.; Nomura, S.; Yahagi, N.; Tajiri, H.; Suzuki, H. (2011). «A Phase I Study Evaluating Tolerability, Pharmacokinetics, and Preliminary Efficacy of L-Menthol in Upper Gastrointestinal Endoscopy». Clin. Pharmacol. Ther. 90 (2): 221–228. doi:10.1038/clpt.2011.110. PMID 21544078. 
  15. James A. Duke (2002), Handbook of Medicinal Herbs (2nd έκδοση), σελ. 562–564, ISBN 978-0-8493-1284-7 
  16. Jerrold B. Leikin; Frank P. Paloucek, επιμ.. (2008), Poisoning and Toxicology Handbook (4th έκδοση), Informa, σελ. 885, ISBN 978-1-4200-4479-9