The paper explores the topic of alkaloids, a class of secondary metabolites of natural origin, widely studied for their therapeutic potential. Alkaloids are compounds that contain at least one nitrogen atom, and their chemical structure can vary significantly. They are found in about 20% of plants, with a higher concentration in angiosperms; however, it is important to note that some fungi and bacteria can also synthesize these compounds. Alkaloids are primarily known for their pharmacological effects, which include antitumor, antimicrobial, and anti-inflammatory activities. Additionally, various alkaloids show a relaxing action on muscles and are used in medicine to treat disorders of the central nervous system (CNS). In the second part of the paper, current research topics are addressed, focusing on recent discoveries in the field of analgesic drugs that interact with mu opioid receptors (MOR). The first alkaloids analyzed are extracts from Kratom, mitragynine, and its semi-synthetic analogue, mitragynine pseudoindoxyl. Several in vivo studies have been conducted to evaluate hyperalgesia following the administration of these drugs, compared to the widely documented effects produced by morphine, the most commonly used opioid in pain treatment. Subsequently, the behaviors related to withdrawal from the consumption of alkaloids extracted from Kratom are analyzed, again compared to subjects treated with morphine. The second study examined evaluates, through in vitro and in vivo experiments, the binding specificity of the plant-derived alkaloids coridin and coridalin to MOR receptors, and subsequently, the antinociceptive effects derived from their administration through the writhing assay, again using morphine as a control. The results suggest the potential efficacy of the compounds examined and encourage further experimentation for future therapeutic implications in pain management.

L’elaborato esplora l'argomento degli alcaloidi, una classe di metaboliti secondari di origine naturale, ampiamente studiati per il loro potenziale terapeutico. Gli alcaloidi sono composti che contengono almeno un atomo di azoto, la cui struttura chimica può variare notevolmente, presenti in circa il 20% delle piante, con una maggiore concentrazione nelle Angiosperme, tuttavia è importante sottolineare che anche alcuni funghi e batteri possono sintetizzare questi composti. Gli alcaloidi sono conosciuti soprattutto per i loro effetti farmacologici, che includono attività antitumorale, antimicrobica ed anti-infiammatoria. Inoltre, vari alcaloidi mostrano un’azione rilassante sui muscoli e sono usati in ambito medico per il trattamento dei disturbi del sistema nervoso centrale (SNC). Nella seconda parte dell’elaborato, sono stati trattati argomenti di ricerca attuale, concentrandosi sulle scoperte recenti nell’ambito di farmaci con proprietà analgesiche che interagiscono con i recettori oppioidi di tipo mu (MOR). I primi alcaloidi ad essere stati analizzati sono gli estratti del Kratom, la mitraginina e il suo analogo semi-sintetico mitraginina pseudoindossile. Sono stati condotti diversi studi in vivo per valutare l’iperalgesia successiva alla somministrazione dei farmaci, comparata al medesimo effetto ampiamente documentato prodotto dalla morfina, l’oppioide più utilizzato in ambito clinico nel trattamento del dolore. Successivamente sono analizzati i comportamenti riconducibili all’astinenza dall’assunzione degli alcaloidi estratti dal Kratom, anche in questo caso paragonati a soggetti trattati con morfina. Il secondo studio preso in esame valuta, attraverso sperimentazioni in vitro ed in vivo, la specificità di legame degli alcaloidi di origine vegetale coridina e coridalina con i recettori MOR e, successivamente, gli effetti antinocicettivi derivanti dalla loro assunzione attraverso il test delle contorsioni (”writhing assay”), anche in questo caso utilizzando la morfina come controllo. I risultati suggeriscono la potenziale efficacia dei composti in esame e incoraggiano a sostenere ulteriori sperimentazioni per una futura implicazione terapeutica nell’ambito del trattamento del dolore.

"Alcaloidi vegetali come modulatori dei recettori degli oppioidi nel sistema nervoso centrale"

DI PELLEGRINI, NICOLÓ
2023/2024

Abstract

L’elaborato esplora l'argomento degli alcaloidi, una classe di metaboliti secondari di origine naturale, ampiamente studiati per il loro potenziale terapeutico. Gli alcaloidi sono composti che contengono almeno un atomo di azoto, la cui struttura chimica può variare notevolmente, presenti in circa il 20% delle piante, con una maggiore concentrazione nelle Angiosperme, tuttavia è importante sottolineare che anche alcuni funghi e batteri possono sintetizzare questi composti. Gli alcaloidi sono conosciuti soprattutto per i loro effetti farmacologici, che includono attività antitumorale, antimicrobica ed anti-infiammatoria. Inoltre, vari alcaloidi mostrano un’azione rilassante sui muscoli e sono usati in ambito medico per il trattamento dei disturbi del sistema nervoso centrale (SNC). Nella seconda parte dell’elaborato, sono stati trattati argomenti di ricerca attuale, concentrandosi sulle scoperte recenti nell’ambito di farmaci con proprietà analgesiche che interagiscono con i recettori oppioidi di tipo mu (MOR). I primi alcaloidi ad essere stati analizzati sono gli estratti del Kratom, la mitraginina e il suo analogo semi-sintetico mitraginina pseudoindossile. Sono stati condotti diversi studi in vivo per valutare l’iperalgesia successiva alla somministrazione dei farmaci, comparata al medesimo effetto ampiamente documentato prodotto dalla morfina, l’oppioide più utilizzato in ambito clinico nel trattamento del dolore. Successivamente sono analizzati i comportamenti riconducibili all’astinenza dall’assunzione degli alcaloidi estratti dal Kratom, anche in questo caso paragonati a soggetti trattati con morfina. Il secondo studio preso in esame valuta, attraverso sperimentazioni in vitro ed in vivo, la specificità di legame degli alcaloidi di origine vegetale coridina e coridalina con i recettori MOR e, successivamente, gli effetti antinocicettivi derivanti dalla loro assunzione attraverso il test delle contorsioni (”writhing assay”), anche in questo caso utilizzando la morfina come controllo. I risultati suggeriscono la potenziale efficacia dei composti in esame e incoraggiano a sostenere ulteriori sperimentazioni per una futura implicazione terapeutica nell’ambito del trattamento del dolore.
"Plant alkaloids as modulators of opioid receptors in the central nervous system"
The paper explores the topic of alkaloids, a class of secondary metabolites of natural origin, widely studied for their therapeutic potential. Alkaloids are compounds that contain at least one nitrogen atom, and their chemical structure can vary significantly. They are found in about 20% of plants, with a higher concentration in angiosperms; however, it is important to note that some fungi and bacteria can also synthesize these compounds. Alkaloids are primarily known for their pharmacological effects, which include antitumor, antimicrobial, and anti-inflammatory activities. Additionally, various alkaloids show a relaxing action on muscles and are used in medicine to treat disorders of the central nervous system (CNS). In the second part of the paper, current research topics are addressed, focusing on recent discoveries in the field of analgesic drugs that interact with mu opioid receptors (MOR). The first alkaloids analyzed are extracts from Kratom, mitragynine, and its semi-synthetic analogue, mitragynine pseudoindoxyl. Several in vivo studies have been conducted to evaluate hyperalgesia following the administration of these drugs, compared to the widely documented effects produced by morphine, the most commonly used opioid in pain treatment. Subsequently, the behaviors related to withdrawal from the consumption of alkaloids extracted from Kratom are analyzed, again compared to subjects treated with morphine. The second study examined evaluates, through in vitro and in vivo experiments, the binding specificity of the plant-derived alkaloids coridin and coridalin to MOR receptors, and subsequently, the antinociceptive effects derived from their administration through the writhing assay, again using morphine as a control. The results suggest the potential efficacy of the compounds examined and encourage further experimentation for future therapeutic implications in pain management.
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