Nawet Chemicy Mogą Się Mylić. Photo credit: chemicy medyczni — chemicy organiczni, którzy badają leki — często rozwijają zdolność, która jest czasami nieformalnie nazywana „toksykologią gałek ocznych” lub zdolność do określenia szorstkiego pojęcia toksyczności substancji po prostu widząc jej strukturę chemiczną na papierze. Jest to forma intuicji. Im dłużej wykonujesz swoją pracę, tym lepiej ją wykonujesz.
rozsądne byłoby nazwanie tej umiejętności „wysoce wykształconą zgadywanką”, którą nabywa się przez lata studiowania zależności między strukturami różnych substancji chemicznych a ich toksycznością. Nie jest idealny, ale często robimy to dobrze. Równie łatwo można to nazwać nabytym osądem toksykologicznym. Albo: „To jest paskudnie wyglądająca cząsteczka!”
ale nie udało się niestety ze sztucznym słodzikiem Splenda (sukraloza). Dla wielu chemików leczniczych sukraloza wyglądała jak zła wiadomość, ale okazała się wręcz przeciwnie. Więcej o tym później.
zazwyczaj predykcyjna ocena toksyczności opiera się na rozpoznaniu fragmentu w danej cząsteczce, o którym wiadomo, że powoduje problemy, gdy jest obecny w innych substancjach chemicznych. Nazwijmy ten fragment” gorącym punktem ” (1) i często podnosi on czerwoną flagę.
najbardziej oczywistą czerwoną flagą toksyczności jest cząsteczka, która wydaje się być chemicznie reaktywna. Reaktywne cząsteczki często powodują problemy, ponieważ, jak sama nazwa wskazuje, reagują z biomolekułami w organizmie (na przykład białkami lub DNA) i mogą zmieniać swoje struktury. Ta zmiana może zmienić lub nawet wyłączyć funkcję białek lub DNA, i to jest to, co zwykle jest odpowiedzialne za toksyczność. Ze względu na tę właściwość na rynku nie ma wielu reaktywnych leków.
głównymi wyjątkami są pewne leki przeciwnowotworowe, z których wiele (zwłaszcza te starsze) jest celowo przystosowanych do działania reaktywnego, ponieważ działają poprzez zatrucie komórek nowotworowych (a także komórek nienowotworowych).
każdy wyszkolony chemik organiczny może zidentyfikować gorące punkty, które powodują reaktywność cząsteczek. (Jest to nauczane w Organic 101.) Dlatego sukraloza podniosła kilka brwi, gdy została zatwierdzona przez FDA w 1998 roku. Słodzik nie ma jednego potencjalnego gorącego punktu. Ma trzy.
w tym czasie był kolektyw ” co?”w niektórych częściach świata chemii organicznej. Wielu chemików (w tym ja) zdecydowało się go nie używać, ponieważ po prostu nie podobał nam się wygląd jego struktury chemicznej. (Inne sztuczne substancje słodzące, takie jak aspartam, które nie mają strukturalnego podobieństwa do sukralozy, nigdy nie dotyczyły mnie.) Ale, okazało się, że w tym przypadku, że nasze gałki oczne zostały skrzyżowane. Myliliśmy się. Oto dlaczego.
jedna klasa znanych reaktywnych cząsteczek nazywa się halogenkami alkilowymi i wszystkie mają jedną wspólną cechę strukturalną — wiązanie chemiczne między węglem a jednym z halogenków— fluorem, chlorem, bromem lub jodem (2). Poniższa grafika przedstawia:
teraz spójrz na strukturę sukralozy:
nawet jeśli jesteś wśród milionów ludzi, którzy nienawidzą chemii, nic o tym nie wiedzą, lub obu, jest całkiem oczywiste, że sukraloza zawiera trzy halogenki alkilowe w tej samej cząsteczce (niebieskie koła). To jest to, co” przestraszył ” chemików. Na papierze wygląda na to, że może to być reaktywna cząsteczka. Jak to możliwe, że coś, co ma trzy możliwe gorące punkty, ale także strukturę chemiczną, która wygląda trochę jak środek owadobójczy lub zmniejszający palność, jest wystarczająco bezpieczne do jedzenia?
odpowiedź brzmi: twoje ciało.
Sukraloza jest identyczna z sacharozą (cukier trzcinowy), z jednym wyjątkiem — trzema atomami chloru (niebieskie koła). W sacharozie tymi atomami chloru jest tlen. Ale to te atomy chloru zamieniają cukier w coś bez kalorii. Dzieje się tak dlatego, że te dwie substancje chemiczne są traktowane bardzo inaczej w organizmie.
po połknięciu sacharozy enzym jelitowy zwany sukrazą szybko przekształca ją w mieszaninę glukozy i fruktozy w stosunku 1: 1. Oba te cukry mają dużo kalorii. Ale sucrase nie rozpoznaje sukralozy jako cukru, więc enzym nie reaguje z nim lub go rozbić. W rezultacie prawie wszystkie sukraloza przechodzi przez układ trawienny bez wchłaniania (3). Dlatego ma zero kalorii. Całkiem sprytne.
twoje kubki smakowe również odgrywają dużą rolę. Z powodów, których nie mogę wyjaśnić, trzy atomy chloru sprawiają, że sukraloza jest 600 razy słodsza niż sacharoza. Puszka Pepsi One zawiera 60 mg sukralozy (4). Puszka zwykłego Pepsi zawiera 41 gramów (41 000 mg) cukru. Tak więc, nawet jeśli sukraloza była kaloryczna, potrzebujesz tylko 600 razy mniej, aby uzyskać tę samą słodycz.
skoro materiał jest syntetyczny, to gwarantuję, że Joe Mercola i reszta Antychemicznych internautów spróbują cię przestraszyć i prawdopodobnie im się uda. Nawet nie szukałam.
ale, jeśli jest to jakiś komfort, oto niektóre z danych toksykologicznych na sukralozę. Trudno być bezpieczniejszym od tego:
- nie można było zabijać gryzoni, którym podawano szalenie wysokie dawki sukralozy. Myszy i szczury karmione pojedynczymi dawkami odpowiednio 16 i 10 gramów na kilogram masy ciała nie umierały. Jest to mniej więcej równowartość jednego kilograma (2,2 funta lub 1 000 000 mg) u ludzi. Trzeba by wypić 17,000 puszek Pepsi One, żeby dostać tyle.
- kiedy szczury były karmione dietą, która składała się z 2.5 procent sukralozy, naukowcy zauważyli, że szczury doświadczyły utraty wagi i zmniejszyło spożycie żywności – zarówno czerwone flagi, które są wskaźnikami toksyczności. Ale te efekty nie były spowodowane toksycznością. Gdy tę samą dawkę podawano przez zgłębnik (rurkę w gardle), efekt ten ustąpił i szczury jadły normalnie. Dlaczego? Szczury jadły mniej i schudły, ponieważ nie podobało im się smak ich jedzenia, gdy było doprawione tak dużą ilością czegoś tak słodkiego. Więc jedli mniej. I schudła.
- gdy Beagle były karmione w przybliżeniu tą samą dawką (masa do masy ciała) przez 12 miesięcy, nie było żadnych działań niepożądanych.
- z American Cancer Society: „obecne dowody nie wykazują związku między zwiększonym ryzykiem zachorowania na raka.”
jeśli to nie przekona cię, że towar jest bezpieczny, nic nie przekona. Ale nadal go nie używam; nie ze względu na bezpieczeństwo, ale dlatego, że myślę, że smakuje paskudnie. Nie mam danych, które by to potwierdziły.
pomimo nowoczesnych metod, które mierzą toksyczność na wiele dokładnych sposobów, nadal uważam, że toksyczność gałek ocznych ma miejsce w odkrywaniu leków. Pomaga wykluczyć związki, które będą oczywiście nieodpowiednie jako kandydaci na leki (5). Ale raz na jakiś czas gałka oczna jest krótkowzroczna.
notki:
(1) to nie działa dobrze na odwrót. Trzeba by pomyśleć, że można przyjrzeć się strukturze danego związku chemicznego i spróbować ustalić, czy nie jest on toksyczny.
(2) wszystkie rzeczy równe, fluorki alkilowe są ledwo reaktywne. Chlorki są umiarkowane, a zarówno bromki, jak i jodki są znacznie większe. Halogeny związane z pierścieniami benzenowymi (halogenki arylowe) nie są reaktywne.
(3) niewielka ilość sukralozy jest wchłaniana przez jelita do krwi, ale jest szybko wydalana z moczem.
(4) Pepsi One zawiera również drugi sztuczny środek słodzący o nazwie acesulfam potasu.
(5) właśnie dlatego biolodzy powinni słuchać chemików. Kiedy byłem w Wyeth, jakiś geniusz wpadł na pomysł, że związek organotyny (Nie, Nie żartuję) może zrobić dobry lek do modyfikowania stosunku LDL/HDL w mysich modelach zaburzeń lipidowych. Po obejrzeniu tego zasugerowałem, że równie dobrze mógłby namalować to na kuli i wystrzelić w mysz. Miałem kłopoty za złe nastawienie, ale myszy miały gorzej. Wszyscy byli martwi w ciągu pięciu minut od podania. Duh.