Кураре ( / k ʊ ˈ r ɑːr i / или / k j ʊ ˈ r ɑːr i / ; kuu- RAH -ree или kyuu- RAH -ree ) — общее название различных алкалоидных ядов для стрел, получаемых из растительных экстрактов. Используемый в качестве парализующего средства коренными народами Центральной и Южной Америки для охоты и в терапевтических целях, кураре становится активным только при попадании на рану или непосредственно в кровоток; он неактивен при приеме внутрь.
Кураре готовят путем кипячения коры одного из десятков растений, в результате чего получается темная, густая паста, которую можно наносить на наконечники стрел или дротиков.
Эти яды вызывают слабость скелетных мышц и, при введении в достаточной дозе, в конечном итоге смерть от удушья из -за паралича диафрагмы . В медицине кураре использовался для лечения столбняка и отравления стрихнином , а также как парализующее средство при хирургических процедурах.
Слово «curare» происходит от wurari , из карибского языка макуси Гайаны . [1] Оно берет свое начало в карибской фразе «mawa cure», означающей виноградную лозу мава, научно известную как Strychnos toxifera . [ требуется ссылка ] Кураре также известен среди коренных народов как Ampi, Woorari, Woorara, Woorali, Wourali, Wouralia, Ourare, Ourari, Urare, Urari и Uirary. Существительное «curare» не следует путать с латинским глаголом «curare» («лечить, лечить, заботиться»).
В 1895 году фармаколог Рудольф Бём попытался классифицировать различные алкалоидные яды на основе контейнеров, используемых для их приготовления. Он считал, что кураре можно разделить на три основных типа, как показано ниже. Каким бы полезным он ни казался, он быстро вышел из моды. Ричард Гилл, коллекционер растений, обнаружил, что коренные народы начали использовать различные контейнеры для своих препаратов кураре, с этого момента делая недействительной основу классификации Бёма. [2]
Манске также заметил в своей книге «Алкалоиды» 1955 года :
Результаты ранних [до 1900 г.] работ были очень неточными из-за сложности и вариабельности состава смесей алкалоидов, вовлечённых в процесс [...] это были нечистые, некристаллические алкалоиды [...] Почти все препараты кураре были и остаются сложными смесями, и многие физиологические действия, приписываемые ранним препаратам кураре, несомненно, были обусловлены примесями, в частности, другими присутствующими алкалоидами. Препараты кураре в настоящее время считаются двумя основными типами: из Chondrodendron или других членов семейства Menispermaceae и из Strychnos , рода семейства Loganiaceae [теперь Strychnaceae]. Некоторые препараты могут содержать алкалоиды из обоих [...], а большинство имеют другие вторичные ингредиенты. [2]
Кураре использовался в качестве парализующего яда многими коренными народами Южной Америки. Поскольку он был слишком дорогим для использования в военных целях, кураре в основном использовался для охоты. [3] Добычу расстреливали стрелами или дротиками из духового ружья, смоченными в кураре, что приводило к удушью из-за неспособности дыхательных мышц жертвы сокращаться. В частности, яд использовался калинаго , коренным народом Малых Антильских островов в Карибском море , на наконечниках своих стрел. [4] Кроме того, народ ягуа , коренной народ Колумбии и северо-востока Перу, обычно использовал эти токсины с помощью духовых трубок , чтобы поразить добычу на расстоянии 30-40 шагов . [5]
Из-за его популярности среди коренных народов как средства, парализующего добычу, некоторые племена создали монополию на производство кураре. [3] Таким образом, кураре стал символом богатства среди коренных народов.
В 1596 году сэр Уолтер Рэли упомянул яд для стрел в своей книге «Открытие большой, богатой и прекрасной империи Гвианы» (которая касается его путешествий в Тринидад и Гвиану ), хотя яд, который он описал, возможно, не был кураре. [6] В 1780 году аббат Феликс Фонтана обнаружил, что он действует на произвольные мышцы, а не на нервы и сердце. [7] В 1832 году Александр фон Гумбольдт дал первый западный отчет о том, как токсин был приготовлен из растений туземцами реки Ориноко . [8]
В 1811–1812 годах сэр Бенджамин Коллинз Броуди экспериментировал с кураре ( вуарара ). [9] [10] Он был первым, кто показал, что кураре не убивает животное, и выздоровление происходит полностью, если дыхание животного поддерживается искусственно. В 1825 году Чарльз Уотертон описал классический эксперимент, в котором он поддерживал жизнь самки осла, зараженной кураре, с помощью искусственного дыхания с помощью мехов через трахеостомию . [11] Уотертону также приписывают привоз кураре в Европу. [12] Роберт Герман Шомбургк , который был обученным ботаником, идентифицировал лиану как один из видов рода Strychnos и дал ей ныне принятое название Strychnos toxifera . [13]
Джордж Харли (1829–1896) в 1850 году показал, что кураре ( wourali ) эффективен для лечения столбняка и отравления стрихнином . [14] [15] В 1857 году Клод Бернар (1813–1878) опубликовал результаты своих экспериментов, в которых он продемонстрировал, что механизм действия кураре является результатом вмешательства в проведение нервных импульсов от двигательного нерва к скелетной мышце , и что это вмешательство происходит в нервно-мышечном соединении . [16] [17] С 1887 года каталог Burroughs Wellcome перечислял под своей торговой маркой «Tabloids» таблетки кураре весом 1/12 грана (5,4 мг) (цена: 8 шиллингов ) для использования при приготовлении раствора для подкожной инъекции. В 1914 году Генри Халлетт Дейл (1875–1968) описал физиологическое действие ацетилхолина . [18] Спустя 25 лет он показал, что ацетилхолин отвечает за нервно-мышечную передачу , которую можно блокировать кураре. [19]
Самым известным и исторически наиболее важным токсином (из-за его медицинского применения) является d- тубокурарин . Он был выделен из неочищенного препарата – из музейного образца кураре – в 1935 году Гарольдом Кингом из Лондона, работавшим в лаборатории сэра Генри Дейла . Кинг также установил его химическую структуру. [20] [21] Паскуаль Скэнноне, венесуэльский анестезиолог [22] , который обучался и специализировался в Нью-Йорке, провел обширные исследования кураре как возможного парализующего средства для пациентов во время хирургических процедур. В 1942 году он стал первым человеком в Латинской Америке, который использовал кураре во время медицинской процедуры, когда он успешно провел интубацию трахеи у пациента, которому он ввел кураре для лечения мышечного паралича в больнице Эль-Альгодональ в Каракасе, Венесуэла. [22]
После своего появления в 1942 году кураре/производные кураре стали широко использоваться в качестве парализующего средства во время медицинских и хирургических процедур. [ необходима ссылка ] В медицине кураре был вытеснен рядом курареподобных средств, таких как панкуроний , которые имеют схожий фармакодинамический профиль, но меньше побочных эффектов.
Различные компоненты кураре представляют собой органические соединения, классифицируемые как изохинолиновые или индольные алкалоиды. Тубокурарин является одним из основных активных компонентов южноамериканского яда дротиков. [23] Как алкалоид, тубокурарин представляет собой природное соединение, состоящее из азотистых оснований, хотя химическая структура алкалоидов сильно варьируется.
Тубокурарин и С-токсиферин состоят из циклической системы с четвертичными аммониевыми ионами. С другой стороны, хотя ацетилхолин не содержит циклической системы, он содержит четвертичный аммониевый ион. Благодаря этой общей части алкалоиды кураре могут легко связываться с активным участком рецепторов ацетилхолина (ACh) в нервно-мышечном соединении, блокируя передачу нервных импульсов к скелетным мышцам, эффективно парализуя мышцы тела.
Кураре является примером недеполяризующего миорелаксанта , который блокирует никотиновый ацетилхолиновый рецептор (nAChR) [24] , один из двух типов ацетилхолиновых (ACh) рецепторов , в нервно-мышечном соединении . Основной токсин кураре, d-тубокурарин , занимает то же положение на рецепторе, что и ACh, с равным или большим сродством и не вызывает никакой реакции, что делает его конкурентным антагонистом . Противоядием при отравлении кураре является ингибитор ацетилхолинэстеразы (AChE) (антихолинэстераза), такой как физостигмин или неостигмин . Блокируя деградацию ACh, ингибиторы AChE увеличивают количество ACh в нервно-мышечном соединении; накопленный ACh затем будет корректировать эффект кураре, активируя рецепторы, не заблокированные токсином, с более высокой скоростью.
Время наступления эффекта варьируется от одной минуты (для тубокурарина при внутривенном введении , проникающем в более крупную вену), до 15–25 минут (при внутримышечном введении , когда вещество вводится в мышечную ткань). [24]
Он безвреден при приеме внутрь [25] [26], поскольку соединения кураре слишком велики и высоко заряжены, чтобы пройти через слизистую оболочку пищеварительного тракта и всосаться в кровь. По этой причине люди могут спокойно есть отравленную кураре добычу, и это не влияет на ее вкус. [27]
Отдельные попытки использовать кураре во время анестезии датируются 1912 годом Артуром Лоуэном из Лейпцига [28] , но кураре пришел в анестезию через психиатрию ( электроплексию ). В 1939 году Абрам Элтинг Беннетт использовал его для модификации судорожной терапии, вызванной метразолом . [29] Миорелаксанты используются в современной анестезии по многим причинам, таким как обеспечение оптимальных условий работы и облегчение интубации трахеи. До появления миорелаксантов анестезиологам приходилось использовать большие дозы анестетика, например, эфир , хлороформ или циклопропан, для достижения этих целей. Такая глубокая анестезия рисковала убить пациентов пожилого возраста или с сердечными заболеваниями.
Источник кураре в Амазонии впервые исследовал Ричард Эванс Шультес в 1941 году. С 1930-х годов его использовали в больницах как миорелаксант. Он обнаружил, что для разных видов кураре требуется до 15 ингредиентов, и со временем помог идентифицировать более 70 видов, которые производили этот препарат.
В 1940-х годах его использовали несколько раз во время хирургических операций, поскольку ошибочно считали его анальгетиком или анестетиком. Пациенты сообщали, что чувствовали всю интенсивность боли, хотя ничего не могли с этим поделать, поскольку были по сути парализованы. [30]
23 января 1942 года Гарольд Гриффит и Энид Джонсон дали синтетический препарат кураре (Интеркострин/Интокострин) пациенту, перенесшему аппендэктомию (в дополнение к обычной анестезии). Более безопасные производные кураре, такие как рокуроний и панкуроний , заменили d-тубокурарин для анестезии во время операции. При использовании с галотаном d-тубокурарин может вызвать сильное падение артериального давления у некоторых пациентов, поскольку оба препарата являются ганглиоблокаторами . [31] Однако безопаснее использовать d-тубокурарин с эфиром .
В 1954 году была опубликована статья Бичера и Тодда, в которой предполагалось, что использование миорелаксантов (препаратов, подобных кураре) увеличивает смертность от анестезии почти в шесть раз. [32] Это было опровергнуто в 1956 году. [33]
Современные анестезиологи имеют в своем распоряжении множество миорелаксантов для использования при анестезии. Возможность вызывать мышечную релаксацию независимо от седации позволила анестезиологам регулировать два эффекта независимо и на лету, чтобы гарантировать, что их пациенты находятся в безопасном бессознательном состоянии и достаточно расслаблены для проведения операции. Использование нейромышечных блокаторов несет с собой риск пробуждения сознания при анестезии .
Существуют десятки растений, из которых можно выделить изохинолиновые и индольные алкалоиды с кураризирующим эффектом, и которые использовались коренными племенами Центральной и Южной Америки для производства ядов для стрел. Среди них:
В семействе Menispermaceae :
Другие семьи:
В качестве источников также упоминаются некоторые растения семейства Aristolochiaceae .
Алкалоиды с курареподобной активностью присутствуют в растениях бобового рода Erythrina . [ 2]
Введение должно быть парентеральным , поскольку желудочно-кишечная абсорбция неэффективна. Токсичность алкалоидов кураре для человека не была систематически установлена, но он считается высокотоксичным и медленно действующим, с самой низкой зарегистрированной летальной дозой 375 мкг/кг (неизвестный путь введения). [35]
Для животных средняя смертельная доза тубокурарина составляет: [35]
Смерть можно предотвратить с помощью искусственной вентиляции легких до тех пор, пока кураре не прекратится и не восстановится мышечная функция; в этом случае необратимых последствий отравления не возникает. [2]
В 1807 году Александр фон Гумбольдт предоставил первый очевидец приготовления кураре. [3] Смесь молодых соскобов коры растения Strychnos , других очищенных частей растения и иногда змеиного яда кипятят в воде в течение двух дней. Затем эту жидкость процеживают и выпаривают, чтобы создать темную, тяжелую, вязкую пасту, которую позже проверяли на ее эффективность. [3] Эта паста кураре описывалась как очень горькая на вкус.
В 1938 году Ричард Гилл и его экспедиция собрали образцы обработанного кураре и описали метод его традиционного приготовления; одним из видов растений, используемых в то время, был Chondrodendron tomentosum . [36]
В состав препарата добавляют различные раздражающие травы, жалящие насекомые, ядовитые черви, различные части земноводных и пресмыкающихся. Некоторые из них ускоряют начало действия или усиливают токсичность, другие препятствуют заживлению раны или свертыванию крови.
Отравление кураре может проявляться типичными признаками действия препаратов, блокирующих нервно-мышечную передачу, такими как паралич, включая дыхание, но не оказывающий прямого воздействия на сердце.
Отравление кураре можно контролировать с помощью искусственного дыхания , например, методом «рот в рот» . В исследовании 29 армейских добровольцев, парализованных кураре, искусственное дыхание позволяло поддерживать насыщение кислородом всегда выше 85% [37] , уровень, при котором нет никаких признаков измененного состояния сознания . [38] Тем не менее, отравление кураре имитирует синдром полного запертого человека , поскольку наблюдается паралич каждой произвольно контролируемой мышцы тела (включая глаза), что делает практически невозможным для жертвы подтвердить сознание, будучи парализованной. [39]
Спонтанное дыхание возобновляется после окончания действия кураре , которое обычно составляет от 30 минут [40] до 8 часов [41] в зависимости от варианта токсина и дозировки. Сердечная мышца не подвергается непосредственному воздействию кураре, но если с момента остановки дыхания прошло более четырех-шести минут [42], сердечная мышца может перестать функционировать из-за недостатка кислорода, что делает необходимой сердечно-легочную реанимацию , включая непрямой массаж сердца .
Поскольку тубокурарин и другие компоненты кураре обратимо связываются с рецепторами ACh, лечение отравления кураре включает добавление ингибитора ацетилхолинэстеразы (AChE), который остановит разрушение ацетилхолина, чтобы он мог конкурировать с кураре. [43] Это можно сделать путем введения ингибиторов ацетилхолинэстеразы (AChE) , таких как пиридостигмин , [44] неостигмин , физостигмин и эдрофоний . Ацетилхолинэстераза — это фермент, используемый для расщепления нейротрансмиттера ацетилхолина (ACh), оставшегося в синапсах двигательных нейронов . Вышеупомянутые ингибиторы, называемые «антикуларе»-препаратами, обратимо связываются с активным сайтом фермента, запрещая его способность связываться с его первоначальной целью, ACh. Блокируя деградацию ACh, ингибиторы AChE могут эффективно повышать количество ACh, присутствующего в нервно-мышечном соединении. Накопленный АХ затем будет корректировать действие кураре, активируя рецепторы, не заблокированные токсином, с более высокой скоростью, восстанавливая активность двигательных нейронов и движения тела.