Selv Kjemikere Kan Ta Feil. Fotokreditt: Medisinske kjemikere — organiske kjemikere som studerer narkotika — utvikler ofte en evne som noen ganger uformelt kalles «øyebolltoksikologi», eller evnen til å bestemme en grov ide om stoffets toksisitet bare ved å se sin kjemiske struktur på papir. Det er en form for intuisjon. Jo lenger du gjør jobben, desto bedre får du det.
det ville være rimelig å kalle denne ferdigheten en «høyt utdannet gjetning», som er oppnådd gjennom år med å studere forholdet mellom strukturer av en rekke kjemikalier og deres toksisitet. Det er ikke perfekt, men vi får det ofte riktig. Det kan like gjerne kalles ervervet toksikologisk vurdering. Eller, » det er en ekkel ser molekyl !»
men det mislyktes elendig med det kunstige søtningsmidlet Splenda (sukralose). For mange medisinske kjemikere så sukralose ut som dårlige nyheter, men viste seg å være det motsatte. Mer om det senere.
typisk er prediktiv vurdering av toksisitet basert på å gjenkjenne et fragment i et gitt molekyl som er kjent for å forårsake problemer når det er tilstede i andre kjemikalier. La oss kalle fragmentet et «hot spot», (1) og det reiser ofte et rødt flagg.
det mest åpenbare røde flagget for toksisitet er et molekyl som ser ut til å være kjemisk reaktivt. Reaktive molekyler forårsaker ofte problemer fordi de, som navnet antyder, reagerer med biomolekyler i kroppen (proteiner eller DNA, for eksempel) og kan endre deres strukturer. Denne endringen kan endre eller til og med deaktivere funksjonen av proteiner eller DNA, og dette er det som vanligvis er ansvarlig for toksisitet. På grunn av denne egenskapen er det ikke mange reaktive stoffer på markedet.
de viktigste unntakene til dette er visse kreftmedisiner, hvorav mange (spesielt de eldre) er forsettlig laget for å være reaktive, siden de virker ved å forgifte kreftceller (og også ikke-kreftceller).
enhver utdannet organisk kjemiker kan identifisere hot spots som gjør molekyler reaktive. (Dette er undervist I Organisk 101. Dette er grunnen til at sukralose hevet noen øyenbryn da DEN ble godkjent AV FDA i 1998. Søtningsmidlet har ikke en potensiell hot spot. Den har tre.
På den tiden var det en kollektiv «huh?»i noen kvartaler av organisk kjemi verden. En rekke kjemikere (inkludert meg selv) bestemte seg for ikke å bruke det fordi vi bare ikke likte utseendet på sin kjemiske struktur. (Andre kunstige søtningsmidler, som aspartam, som ikke har noen strukturell likhet med sukralose, har aldri bekymret meg.) Men, det viste seg at i dette tilfellet, at våre øyeepler ble krysset. Vi tok feil. Her er hvorfor.
en klasse av kjente reaktive molekyler kalles alkylhalogenider — og de har alle en strukturell funksjon til felles-en kjemisk binding mellom karbon og en av halogenene-fluor, klor, brom eller jod (2). Følgende grafikk viser dette:
se nå på strukturen av sukralose:
Selv om du er blant de millioner av mennesker som hater kjemi, vet ingenting om det, eller begge deler, er det ganske åpenbart at sukralose inneholder tre alkylhalogenider i samme molekyl (blå sirkler). Dette er hva «redd» kjemikere. På papir ser det ut til at det kan være et reaktivt molekyl. Så, hvordan kan det være at noe som har tre mulige hot spots, men også en kjemisk struktur som ser litt ut som et insektmiddel eller flammehemmende være trygg nok til å spise?
svaret er: kroppen din.
Sukralose er identisk med sukrose (rørsukker), med ett unntak — de tre kloratomer (blå sirkler). I sukrose er disse kloratomene oksygen. Men det er disse kloratomer som gjør sukker til noe uten kalorier. Dette er fordi de to kjemikaliene håndteres svært forskjellig i kroppen din.
etter at du har svelget sukrose, konverterer et intestinal enzym kalt sukrase raskt det til en 1:1 blanding av glukose og fruktose. Begge disse sukkene har rikelig med kalorier. Men sukrase gjenkjenner ikke sukralose som sukker, slik at enzymet ikke reagerer med det eller bryter det ned. Som et resultat går nesten all sukralose gjennom fordøyelsessystemet uten å bli absorbert (3). Det er derfor den har null kalorier. Ganske smarte ting.
smaksløkene dine spiller også en stor rolle. Av grunner jeg ikke kan forklare, gjør de tre kloratomene sukralose 600 ganger søtere enn sukrose. En boks Med Pepsi one inneholder 60 mg sukralose (4). En boks med vanlig Pepsi inneholder 41 gram (41 000 mg) sukker. Så selv om sukralose var kalorisk, trenger du bare 600 ganger mindre av det for å få samme søthet.
Siden ting er syntetisk, er det garantert At Joe Mercola og resten av anti-kjemiske Internett-dopes skal prøve å skremme deg, og de vil nok lykkes. Jeg brydde meg ikke engang om å se.
Men hvis det er noen trøst, her er noen toksikologiske data på sukralose. Det er vanskelig å bli tryggere enn dette:
- det var umulig å drepe gnagere som fikk sinnsykt høye doser sukralose. Mus og rotter som ble matet enkeltdoser på henholdsvis 16 og 10 gram per kilo kroppsvekt, døde ikke. Dette tilsvarer omtrent ett kilo (2.2 pounds, eller 1.000.000 mg) hos mennesker. Du må drikke 17.000 bokser Med Pepsi En for å få så mye.
- når rotter ble matet en diett som besto av 2.5 prosent sukralose, forskere merke til at rottene opplevd vekttap og redusert matforbruk – både røde flagg, som er indikatorer på toksisitet. Men disse effektene skyldtes ikke toksisitet. Når samme dose ble administrert av sonde (et rør ned i halsen), gikk denne effekten bort og rottene spiste normalt. Hvorfor? Rottene spiste mindre og gikk ned i vekt fordi de ikke likte smaken av maten da den var spiked med så høy mengde noe så søtt. Så de spiste mindre. Og mistet vekt.
- når beagles ble matet omtrent samme dose (vekt for vekt) i 12 måneder, var det ingen bivirkninger i det hele tatt.
- Fra American Cancer Society: «Nåværende bevis viser ikke en sammenheng mellom og økt kreftrisiko.»
hvis dette ikke overbeviser deg om at ting er trygt, vil ingenting. Men jeg bruker det fortsatt ikke; ikke på grunn av sikkerhetsproblemer, men fordi jeg tror det smaker icky. Jeg har ingen data for å sikkerhetskopiere dette.
Til tross for moderne metoder som måler toksisitet på en rekke nøyaktige måter, tror jeg fortsatt at øyebolltoksisitet har et sted i narkotikaoppdagelse. Det hjelper å utelukke forbindelser som åpenbart vil være uegnet som narkotikakandidater (5). Men, en gang i en stund øyeeplet er nærsynt.
NOTATER:
(1) Dette fungerer ikke bra den andre veien rundt. Du må være ute av tankene dine for å tro at du kan se på strukturen til en gitt kjemisk forbindelse og prøve å avgjøre om den ikke er giftig.
(2) alle ting er like, alkylfluorider er knapt reaktive. Klorider er moderat så, og både bromider og jodid er mye mer så. Halogener som er bundet til benzenringer (arylhalogenider) er ikke reaktive.
(3) en liten mengde sukralose absorberes gjennom tarmen inn i blodet, men det utskilles raskt i urinen.
(4) Pepsi One inneholder også et annet kunstig søtningsmiddel kalt acesulfamkalium.
(5) det er nettopp derfor biologer bør lytte til kjemikere. Da Jeg var På Wyeth, hadde noe geni ideen om at en organotinforbindelse (nei, jeg tuller ikke) kan gjøre et godt stoff for å modifisere LDL / HDL-forholdet i musemodeller av lipidforstyrrelser. Ved å se dette foreslo jeg at han også kunne male ting på en kule og brenne den inn i musen. Jeg fikk problemer for å ha en dårlig holdning, men musene fikk det verre. De var alle døde innen fem minutter etter å ha blitt dosert. Duh.