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Polvere di ossitocinaè un importante ormone sessuale e precursore del progesterone, che svolge diverse funzioni fisiologiche nel corpo umano. L'ossitocina esiste sotto forma di cristalli bianchi o polveri cristalline, con stati fisici comuni che sono solido, liquido e gassoso. Ha vari gradi di solubilità. Nei comuni solventi organici come alcoli, eteri, idrocarburi clorurati, ecc., l'ossitocina ha un'elevata solubilità. Tuttavia, la sua solubilità in acqua è relativamente bassa. Relativamente stabile in condizioni convenzionali, ma la decomposizione può verificarsi in condizioni di acidi forti, alcali o ad alta temperatura. Secreto dalla ghiandola pituitaria posteriore e sintetizzato dal nucleo paraventricolare e dal nucleo sopraottico dell'ipotalamo, è costituito da 9 aminoacidi. Viene consegnato alla neuroipofisi per il rilascio ad una velocità di 2-3 millimetri al giorno. I residui di cisteina (Cys) nelle posizioni "1" e "6" formano una struttura ciclica di un 6-peptide sotto forma di legami disolfuro. L'ossitocina può stimolare la secrezione del latte dal seno, favorire la contrazione della muscolatura liscia uterina durante il parto e promuovere l'amore materno. Inoltre, può anche abbassare i livelli degli ormoni dello stress come il chetone surrenale nel corpo umano, abbassando così la pressione sanguigna. Non è esclusivo delle donne, sia gli uomini che le donne possono secernerlo.
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Formula chimica |
C43H66N12O12S2 |
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Messa esatta |
1006 |
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Peso Molecolare |
1007 |
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m/z |
1006 (100.0%), 1007 (46.5%), 1008 (10.6%), 1008 (9.0%), 1007 (4.4%), 1009 (4.2%), 1008 (2.5%), 1008 (2.1%), 1007 (1.6%), 1009 (1.1%) |
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Analisi elementare |
C, 51.28; H, 6.61; N, 16.69; O, 19.06; S, 6.37 |
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Di seguito sono riportati i passaggi dettagliati per una possibile sintesi diPolvere di ossitocina:
1. Sintesi dell'ammide 7-peptide (3-9 segmenti) da p-nitrofenil estere benzilossicarbonil leucina
1>Utilizzando benzilossicarbonil leucina p-nitrofenil estere (1) come materiale di partenza, il composto (2) si ottiene mediante rilascio catalizzato da acido di gruppi benzilossi.
2>Il composto (2) è stato trattato con cloroformio e carbonato di potassio per ottenere un composto (3) completamente reagito.
3>Trattare il composto (3) con acqua ammoniacale concentrata, regolare il pH a 8-9 e idrolizzare l'estere p-nitrofenilico per ottenere il composto (4).
4>Sciogliere il composto (4) in acido cloridrico diluito, aggiungere idrossido di sodio per aumentare il pH della soluzione a 8-9 e idrolizzare il composto (4) per ottenere il composto (5).
5>Sciogliere il composto (5) in una soluzione diluita di NaOH, aggiungere acido cloridrico per aumentare il pH della soluzione a 8-9 e idrolizzare il composto (5) per ottenere il composto (6).
6>Sciogliere il composto (6) in una soluzione diluita di NaOH, aggiungere acido cloridrico per aumentare il pH della soluzione a 8-9 e idrolizzare il composto (6) per ottenere l'ammide 7-peptidica.
2. Sintesi di benzilossicarbonil-S benzilcisteina · tiroil azide (1-2 stadi)
1>Mescolare Cbz Se (t-Bu) - Gly Tyr (Alloc) - Gln (Trt) - Gly Gly He (NO2) - NHCH2CH2N3 (1) in una soluzione metanolo di metossido di sodio a temperatura ambiente, consentendo a (S) -3-benzilossicarbonilammino-4-fenilalanina metil estere (2) di reagire con bromuro di benzilmagnesio per ottenere il prodotto (3).
2>Riflusso in N, N-dimetilformammide contenente trietilammina per far reagire (R) - N - (2,5-diclorofenile) - L-alanina (4) con metansolfonil cloruro per ottenere (R) - N - (2,5-diclorofenile) - L-alanina metansolfonato (5).
3>Riflusso in N, N-dimetilformammide contenente trietilammina per far reagire (R) - N - (2,5-diclorofenil) - L-alanina (4) con benzil magnesio bromuro per ottenere il prodotto (6).
4>Riflusso in N, N-dimetilformammide contenente trietilammina per far reagire (R) - N - (2,5-diclorofenil) - L-alanina metansolfonato (5) con benzil magnesio bromuro per ottenere il prodotto (7).
5>Riflusso in N,N-dimetilformammide contenente trietilammina per far reagire il prodotto (7) con acido trifluoroacetico per ottenere il prodotto (8).
6>Riflusso in N,N-dimetilformammide contenente trietilammina per far reagire il prodotto (8) con sodio azide per ottenere il prodotto (9).
7>Riflusso in N,N-dimetilformammide contenente trietilammina per far reagire il prodotto (9) con idrazina idrata per ottenere il prodotto (10).
3. Ossitocina sintetica
Rifluire l'ammide 7-peptide (3-9 segmenti) ottenuta dai passaggi precedenti con benzilossicarbonil-S benzilcisteina · tiroil azide (1-2 segmenti) in diclorometano per generare ossitocina.
I passaggi precedenti sono solo un metodo possibile, non l'unico. Durante il processo di implementazione specifico, potrebbe essere necessario apportare modifiche in base a fattori quali condizioni di laboratorio, attrezzature e disponibilità dei reagenti. Inoltre, durante questo processo potrebbe essere necessario condurre alcune valutazioni della sicurezza e dei rischi per garantire la sicurezza dell'esperimento e l'affidabilità dei risultati.
Cronologia delle applicazioni:
Dal 1911, l'ossitocina è stata utilizzata in clinica per trattare il ritardo del travaglio.
Nel 1927 veniva usata per indurre il travaglio, ma l’ossitocina proveniente da fonti naturali era piccola e costosa.
Nel 1953 il biochimico americano Vincent Duvinho lo sintetizzò per la prima volta e vinse il Premio Nobel nel 1955.
Struttura chimica:
La struttura chimica dell'ossitocina nell'uomo e nella maggior parte dei mammiferi è la seguente:
Cisteina tirosina isoleucina glutammina aspartato cisteina prolina leucina glicina NH2
La struttura dell'ossitocina è molto simile a quella dell'ormone antidiuretico (cisteina tirosina fenilalanina glutammina aspartato cisteina prolina arginina glicina NH2).
Effetti fisiologici:
(1) Effetto sulla ghiandola mammaria: la ghiandola mammaria che allatta secerne continuamente il latte sotto l'azione della prolattina e lo immagazzina negli acini della ghiandola mammaria.Polvere di ossitocinapuò far contrarre le cellule mioepiteliali attorno all'acino della ghiandola mammaria e promuovere la ghiandola mammaria con funzione di allattamento per scaricare il latte.
(2) Effetto sull'utero: l'ossitocina ha un forte effetto di promozione della contrattilità sull'utero, ma l'utero gravido è più sensibile. Gli estrogeni possono aumentare la sensibilità dell’utero all’ossitocina, mentre il progesterone è l’opposto.
(3) Effetto sulla timidezza sociale e sull'autismo: l'ossitocina può aiutare le persone trascurate nelle occasioni sociali a superare la timidezza sociale. Ma lo spray nasale all’ossitocina non funziona per le persone che sono già molto sicure.
(4) Quando ti senti allegro o hai un forte senso di appartenenza, l'ipotalamo sintetizza l'ossitocina e l'ipofisi secerne ossitocina e anche lo stress viene alleviato. Allo stesso tempo, l'apporto di ossigeno ai tessuti del corpo aumenta notevolmente.
Ruolo speciale:
Influisce sul rapporto tra il bambino e la madre
Alcuni esperimenti hanno dimostrato che le persone che hanno stabilito con loro uno stretto rapporto di attaccamento durante l'infanzia diventeranno più premurose e premurose dopo aver usato l'ossitocina; Tuttavia, per coloro che erano relativamente indifferenti alle loro madri durante l’infanzia, l’ossitocina ha reso più profondi i loro brutti ricordi.
Regolazione della secrezione:
La secrezione di ossitocina è regolata principalmente dal neuroriflesso. Quando il bambino succhia il capezzolo, l'informazione di stimolazione viene trasmessa al nucleo sopraottico e al nucleo paraventricolare dell'ipotalamo, che provoca la secrezione di ossitocina e provoca l'eiaculazione del seno, fenomeno chiamato riflesso dell'eiaculazione e appartiene al riflesso neuroendocrino. Su questa base si può formare un riflesso condizionato e il pianto o il tocco del bambino possono causare l'espulsione del latte.
Durante il travaglio, la cervice e la vagina vengono premute e tirate, il che può causare di riflesso la secrezione di ossitocina, utile per il travaglio. L'ossitocina può stimolare la contrazione uterina, ma non è il fattore decisivo per avviare la contrazione uterina durante il travaglio. Inoltre, reazioni emotive come panico e ansia possono inibire la secrezione di ossitocina.
Il significato clinico della mutazione OXTRs
Le mutazioni del gene OXTR (recettore dell'ossitocina) hanno implicazioni cliniche significative. Influenzando la funzione del sistema dell'ossitocina, è strettamente correlato a vari disturbi neurologici e psichiatrici, nonché a comportamenti sociali anormali. La seguente analisi è condotta da tre aspetti: associazione con la malattia, manifestazioni comportamentali e sfide terapeutiche.
Associazione tra mutazioni OXTR e disturbi neuro-psichiatrici
Disturbo dello spettro autistico (ASD)
Numerosi studi hanno dimostrato che le mutazioni del gene OXTR sono importanti fattori di rischio per l’autismo. Ad esempio, i polimorfismi nei loci rs53576 e rs2254298 sono associati a sintomi fondamentali come deficit di interazione sociale e comportamenti ripetitivi nei pazienti autistici. Esperimenti sugli animali hanno dimostrato che i topi knockout per OXTR mostrano un riconoscimento sociale e una memoria compromessi, mentre studi sull'uomo hanno dimostrato che i livelli di ossitocina nel liquido cerebrospinale dei pazienti autistici sono generalmente più bassi e l'espressione di OXTR in alcune regioni del cervello è anormale. Questi risultati suggeriscono che le mutazioni di OXTR possono interrompere la via di segnalazione dell’ossitocina, influenzando la cognizione sociale e i meccanismi di ricompensa, esacerbando così i sintomi autistici.
Schizofrenia e depressione
Le mutazioni OXTR sono anche associate a sintomi negativi della schizofrenia (come apatia e ritiro sociale) e al rischio di depressione. Ad esempio, alcuni polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) OXTR possono ridurre l’affinità di legame del recettore con l’ossitocina, portando a disturbi della regolazione emotiva. Inoltre, i livelli di ossitocina nel liquido cerebrospinale dei pazienti depressi sono significativamente più bassi durante la notte, supportando ulteriormente il ruolo del sistema OXTR nella stabilità emotiva.
Disturbi d'ansia
L'ossitocina esercita un effetto anti-ansia inibendo il potenziamento a lungo-termine (LTP) nella corteccia cingolata anteriore prefrontale (ACC) del cervello. Le mutazioni OXTR possono indebolire questo meccanismo, aumentando la suscettibilità all'ansia correlata al dolore cronico-o al disturbo d'ansia generalizzato (GAD). Studi clinici hanno scoperto che gli individui con livelli di ansia più bassi hanno concentrazioni di ossitocina nel liquido cerebrospinale più elevate, mentre gli individui con mutazioni OXTR potrebbero non essere in grado di alleviare efficacemente l’ansia a causa del blocco della segnalazione dell’ossitocina.
Comportamenti anormali e funzioni sociali causati da mutazioni OXTR
Fluttuazioni emotive ed evitamento sociale
Le mutazioni OXTR possono portare a una regolazione emotiva anormale, manifestata come intense fluttuazioni emotive, mancanza di affetto e amicizia e rifiuto estremo del contatto fisico o di comportamenti intimi. Ad esempio, gli individui portatori del gene dell'allele A- possono avere un'espressione OXTR anomala, con conseguente vigilanza verso comportamenti sociali come gli abbracci, accompagnati da disagio. Questo modello comportamentale può manifestarsi come estremo egoismo e disprezzo per i sentimenti degli altri nelle relazioni coniugali o familiari, aumentando anche il rischio di violenza domestica.
Interazione tra genere e stress nei primi anni di vita
Gli studi hanno dimostrato che l'interazione tra mutazioni OXTR e stress precoce (come abuso e abbandono infantile) può esacerbare i problemi comportamentali. Ad esempio, le donne portatrici della mutazione OXTR possono mostrare un rischio maggiore di depressione e ansia in ambienti stressanti, mentre i maschi possono essere più inclini a comportamenti aggressivi. Questa differenza di genere può essere correlata al ruolo regolatore dell'ossitocina nei comportamenti sociali-specifici del genere.
Sfide e strategie di coping nel trattamento clinico
Differenze nella risposta al trattamento con ossitocina
Sebbene sia stato dimostrato che la somministrazione nasale di ossitocina allevia i sintomi nei pazienti con autismo, disturbi d'ansia, ecc., le mutazioni OXTR possono portare a una ridotta sensibilità all'ossitocina negli individui. Ad esempio, alcuni pazienti autistici potrebbero non rispondere al trattamento con ossitocina a causa del loro gene OXTR portatore di mutazioni patogene, che influenzano il legame del recettore con l’ossitocina o la trasduzione del segnale. Ciò suggerisce che i test genetici possono diventare un mezzo importante per selezionare gli individui che trarranno beneficio dal trattamento con ossitocina.
Medicina di precisione e somministrazione individualizzata
Per gli individui con mutazioni OXTR è necessario sviluppare strategie mediche precise. Ad esempio, attraverso la tecnologia di editing genetico per correggere il sito della mutazione o sviluppando nuovi agonisti OXTR per migliorare la trasduzione del segnale. Inoltre, combinando i profili di espressione OXTR e le tecniche di imaging funzionale è possibile ottenere una somministrazione personalizzata di ossitocina, migliorando l’efficacia del trattamento e riducendo gli effetti collaterali.
Intervento di trattamento multimodale
Per problemi comportamentali complessi causati da mutazioni OXTR, il trattamento con un singolo farmaco può avere effetti limitati. La terapia comportamentale completa, la formazione sulle abilità sociali e l'intervento ambientale possono essere più efficaci nel migliorare le funzioni sociali dei pazienti. Ad esempio, per quanto riguarda la mutazione OXTR negli individui con autismo, è possibile impiegare una combinazione di terapia con ossitocina e terapia cognitivo comportamentale per migliorare significativamente le loro abilità sociali.
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