Nepetalaktoni
| Nepetalaktoni | |
|---|---|
 |
|
| Tunnisteet | |
| IUPAC-nimi | 4,7-Dimetyyli-5,6,7,7a-tetrahydro-4aH-syklopenta[c]pyra-1-noni |
| CAS-numero | |
| PubChem CID | |
| SMILES | CC1CCC2C1C(=O)OC=C2C |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | C10H14O2 |
| Moolimassa | 166.22 g/mol |
Nepetalaktoni on nimi usealle iridoidijohdannaisen stereoisomeerille. Nepetalaktoneita tuottavat aitokissanminttu ja useat muut kissanminttuihin (Nepeta) kuuluvat kasvit, joissa ne toimivat kasveja syöviä hyönteisiä karkottavina aineina. Nepetalaktoneita tuottavat myös monet kirvat, joissa ne toimivat sukupuoliferomoneina.[2] Nepetalaktonit aiheuttavat aitokissanmintun vaikutukset kotikissoissa. Ne vaikuttavat havaittavasti vain noin 2/3:aan aikuisista kissoista, aiheuttaen niissä käytösmuutoksia, kuten kieriskelyä, tassuilla kurottelua ja poskilla puskemista. Ne vaikuttavat samoin myös moniin muihin kissaeläimiin, eritoten leijoniin ja jaguaareihin.[3] McElvain ja kollegat eristivät ja nimesivät nepetalaktoniseoksen aitokissanmintusta ensimmäisinä vuonna 1941.[4][5]
Rakenne ja ominaisuudet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Nepetalaktonilla on 3 kiraliakeskusta. Sillä on siten 8 (=23) stereoisomeeriä.
(Z,E)-nepetalaktoni on väritön öljy.[6] Sen kiehumispiste on 71 °C 0,05 mmHg paineessa. 25 °C:ssa sen tiheys on 1,0663 g/ml ja taitekerroin 1,4859.[1]
Esiintyminen luonnossa
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Nepeta-suvun kasvit tuottavat neljää stereoisomeeriä: (Z,Z)-, (Z,E)-, (E,Z)- ja (E,E)-nepetalaktonia.tarkistettava Isomeerien keskinäinen yleisyys vaihtelee riippuen kasvilajista.[7] (Z,E)- ja (E,Z)-nepetalaktonia on vähäisiä määriä myös rusokuusaman puussa, mutta siinä on enemmän aktinidiinia (CAS-numero 524-03-8), joka vaikuttaa nepetalaktonien tapaan joihinkin kissaeläimiin.[8]
Nepetalaktoneita tuottavat myös kirvat, joissa ne toimivat sukupuoliferomoneina. Kirvoissa yleisin nepetalaktoni on (Z,E)-nepetalaktoni. Kirvoissa on tämän lisäksi yleisesti rakenteellisesti samankaltaista (1R,4αS,7S,7αR)-nepetalaktolia, joka toimii myös feromonina. Näiden kahden aineen suhteellinen yleisyys vaihtelee riippuen kirvalajista.[9]
Vaikutukset kissaeläimissä
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Vaikutusten kesto ja teho eri lajeissa
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Nepetalaktonit vaikuttavat kotikissoihin hajuaistin kautta. Nieltynä niillä ei ole vaikutusta.[6] Ne vaikuttavat noin 2/3:aan aikuisista kissoista aiheuttaen niissä selkeästi havaittavia käytösmuutoksia. Muissa kissoissa vaikutukset ovat heikommin havaittavissa. Nepetalaktonit eivät vaikuta havaittavasti alle kolme kuukautta vanhoihin kissoihin. Myös steriloidut kissat ovat vähemmän herkkiä nepetalaktonien vaikutuksille, mutta ero steriloimattomiin kissoihin ei ole kovin merkittävä.[3]
Kotikissoihin nepetalaktoni alkaa vaikuttaa nopeasti, ja sen vaikutukset kestävät niissä 5–15 minuuttia. Vaikutusten loputtua kissoille kehittyy tunnin tai muutaman tunnin pituinen toleranssi nepetalaktoneita kohtaan.[6]
Leijonat (Panthera leo) ja jaguaarit (Panthera onca) ovat herkkiä nepetalaktoneille. Nepetalaktonien vaikutukset niissä voivat kestää jopa 60 minuuttia.[3][10] Ne vaikuttavat myös leopardeihin (Panthera pardus).[10] Nepetalaktonien kanssa rakenteellisesti samantapaisten nepetalaktolien, joita on esimerkiksi Actinidia polygama -kasvissa, on havaittu vaikuttavan amurinleopardeihin (Panthera pardus orientalis) ja ilveksiin (Lynx lynx).[6] Nepetalaktonit eivät vaikuta juurikaan tiikereihin (Panthera tigris), punailveksiin (Lynx rufus), puumiin (Puma concolor)[10] tai tiikerikissoihin (Leopardus tigrinus).[11]
Vaikutukset
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Aikuisista kotikissoista noin 2/3 alkaa nepetalaktoneille altistuttuaan nuolla, haistella, syödä ja raapia nepetalaktonilähdettä sekä kieriä sen päällä. Kissat voivat myös alkaa kurotella tassuillaan, pudistella päätään, nuolla itseään ja maukua. Noin 1/3 aikuisista kissoista taas reagoi nepetalaktoneihin passiivisesti esimerkiksi asettumalla makuulle, hiljentymällä tai vähentämällä liikkumistaan. Samanlaisia ovat nepetalaktonien vaikutukset muissakin kissaeläimissä.[3]
Vaikutusmekanismi
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Kissaeläinten nenän limakalvojen hajuaistista vastaavien aistinsolujen altistus nepetalaktoneille ja nepetalaktoleille lisäävät β-endorfiinin eritystä vereen. Tämä endorfiini aktivoi agonistina µ-opioidireseptoreita ja toimii siten samaan tapaan kuin esimerkiksi morfiini tai muut opioidit.[6] µ-opioidireseptorien antagonistina toimivan naloksonin taas on osoitettu estävän nepetalaktonien ja nepetalaktolien vaikutuksia kotikissoissa.[3][6] β-endorfiinin sisäsyntyinen eritys on säädeltyä, joten nepetalaktonit tai nepetalaktolit eivät aiheuta opioidien vieroitusoireita kissaeläimille.[6] Kotikissojen on osoitettu reagoivan ilmeisesti ainakin (E,Z)- ja (Z,E)-nepetalaktoniin. Näistä kumpaakin, mutta eritoten (Z,E)-isomeeria, on esimerkiksi aitokissanmintussa.[8]
Evolutiivinen syy vaikutuksiin
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Kissaeläimet reagoivat nepetalaktoneita sisältäviin kasveihin nuolemalla niitä ja hieromalla niitä turkkiinsa.[6] Nepetalaktonit ja nepetalaktolit karkottavat erilaisia sairauksia levittäviä hyönteisiä. Nepetalaktolien on esimerkiksi osoitettu karkottavan tiikerihyttysiä.[6][2] Kissaeläimet tapaavat saalistaa väijymällä paikallaan ja hiipimällä. Turkissa nepetalaktoneista on etua, sillä ne estävät hyönteisiä tulemasta kissaeläimen lähelle tämän liikkuessa hitaasti väijymisen tai hiipimisen yhteydessä. Kissaeläinten reagoinnin nepetalaktoneihin on siksi arveltu olevan evoluution kannalta suotuisa ominaisuus ja siten säilyneen useassa kissaeläinlajissa.[6]
Katso myös
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ a b W. M. Haynes ym.: ”3. Physical constants of organic compounds”, CRC handbook of chemistry and physics, s. 408-409. (95. p.) CRC Press, 2014. ISBN 9781482208689 (englanniksi)
- ↑ a b B. R. Lichman ym.: The evolutionary origins of the cat attractant nepetalactone in catnip. Science Advances, 2020, 6. vsk, nro 20. PubMed:32426505 doi:10.1126/sciadv.aba0721 ISSN 2375-2548 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- ↑ a b c d e L. T. Espín-Iturbe ym.: Active and passive responses to catnip (Nepeta cataria) are affected by age, sex and early gonadectomy in male and female cats. Behavioural Processes, 2017, 142. vsk, s. 110–115. PubMed:28698045 doi:10.1016/j.beproc.2017.06.008 ISSN 0376-6357 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- ↑ S. M. McElvain, R. D. Bright, P. R. Johnson: The constituents of the volatile oil of catnip. I. nepetalic acid, nepetalactone and related compounds. Journal of the American Chemical Society, 1941, 63. vsk, nro 6, s. 1558–1563. doi:10.1021/ja01851a019 ISSN 0002-7863 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- ↑ N. Zimmermann ym.: Stereoselective synthesis of trans-fused iridoid lactones and their identification in the parasitoid wasp Alloxysta victrix, Part I: Dihydronepetalactones. Beilstein Journal of Organic Chemistry, 2012, 8. vsk, nro 1, s. 1246–1255. PubMed:23019455 doi:10.3762/bjoc.8.140 ISSN 1860-5397 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- ↑ a b c d e f g h i j R. Uenoyama ym.: The characteristic response of domestic cats to plant iridoids allows them to gain chemical defense against mosquitoes. Science Advances, 2021, 7. vsk, nro 4. doi:10.1126/sciadv.abd9135 ISSN 2375-2548 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- ↑ N. H. Sherden ym.: Identification of iridoid synthases from Nepeta species: Iridoid cyclization does not determine nepetalactone stereochemistry. Phytochemistry, 2018, 145. vsk, s. 48–56. PubMed:29091815 doi:10.1016/j.phytochem.2017.10.004 ISSN 0031-9422 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- ↑ a b S. Bol ym.: Responsiveness of cats (Felidae) to silver vine (Actinidia polygama), Tatarian honeysuckle (Lonicera tatarica), valerian (Valeriana officinalis) and catnip (Nepeta cataria). BMC Veterinary Research, 2017, 13. vsk. PubMed:28302120 doi:10.1186/s12917-017-0987-6 ISSN 1746-6148 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- ↑ T. F. Döring: How aphids find their host plants, and how they don't. Annals of Applied Biology, 2014, 165. vsk, nro 1, s. 3–26. doi:10.1111/aab.12142 ISSN 1744-7348 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- ↑ a b c J. O. Hill ym.: Species-characteristic responses to catnip by undomesticated felids. Journal of Chemical Ecology, 1976, 2. vsk, s. 239–253. doi:10.1007/BF00987747 ISSN 1573-1561 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- ↑ L. S. Resende ym.: Influence of cinnamon and catnip on the stereotypical pacing of oncilla cats (Leopardus tigrinus) in captivity. Journal of applied animal welfare science, 2011, 14. vsk, nro 3, s. 247–254. PubMed:22044295 doi:10.1080/10888705.2011.576981 ISSN 1532-7604 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)