2,4-Dinitrofenoli

Ominaisuudet ja kemia

DNP on keltainen ja kiteinen aine, jolla on makea ja tunkkainen haju. DNP sublimoituu ja haihtuu helposti päästettäessä vesihöyryä sen lävitse. DNP on liukoinen useimpiin orgaanisiin liuottimiin ja emäksisiin vesiliuoksiin.
25 °C ja/tai 1 atm oloissa (ellei toisin mainita) aineen liukoisuus on 0.69 g per kg H₂O, 298 K muodostumisen entalpia ioneistaan kiteiseksi aineeksi on -232.7 kJ/mol ja nesteeksi -128.1 kJ/mol. Dissosioitumisvakio pKₐ on 4.07.
DNP toimii pH-indikaattorina 50% etanoliliuoksessa muuttuen värittömästä keltaiseksi pH-alueella 2.4-4.

Vaikutusmekanismi

DNP kuljettaa elävissä soluissa protoneita solun kalvojen läpi ionoforina. Tämä vaikutus purkaa mitokondrioiden ja viherhiukkasten eri puolilla vallitsevaa protonipitoisuuseroa, jota nämä soluelimet käyttävät ATP:n tuottoon ATP-syntaasilla. Ruuasta lähtöisin olevien protonien kemiallinen energia menee tällöin hukkaan mitokondriota tai viherhiukkasta ympäröiväksi lämmöksi sen sijaan että se menisi ATP:n tuottoon. DNP voi myös vähentää solun toiminnalle elintärkeän ATP:n tuottoa, mutta ei käytännössä estä sitä kokonaan kehon lisätessä sen tuottoa.

Farmakokinetiikka

DNP poistuu tai hajoaa todennäköisesti nopeasti kehosta: vuoden 1934 tiedejulkaisun mukaan ehkä noin 3–4 päivässä, mikäli henkilön munuaisten ja maksan toiminta on normaalia. Poistumisnopeutta ei kuitenkaan tiedetä varmasti: uudempien julkaisujen mukaan DNP:n puoliintumisajan kehossa on esitetty olevan 3 tuntia tai jopa 5–14 päivää.
2002 DNP:n aiheuttama myrkytys onnistuttiin hoitamaan dantroleenin avulla. DNP aiheuttaa kalsiumin vapautumista mitokondrion varastoista ja estää lisäksi Ca²⁺-ionien takaisinottoa. Ca²⁺ kertyy siten solujen väliseen tilaan. Siellä se aiheuttaa lihasten supistumista, joka pahentaa henkilön lämpöhalvausta. Dantroleeni estää Ca²⁺ vapautumista lihasten sarkoplasmisesta kalvostosta. Tästä johtuva lihasten rentoutuminen helpottaa lämmön poispääsyä kehosta. Dantroleenin käyttöön ei liity merkittäviä riskejä ja sen käytöllä varhaisessa vaiheessa voidaan ehkä lisätä potilaan todennäköisyyttä selvitä hengissä vakavissa myrkytystapauksissa.

Terveysvaikutukset

DNP:tä voidaan pitää akuutisti myrkyllisenä aineena, jonka käyttö on johtanut useisiin kuolemantapauksiin. Suun kautta saadut suuret annokset lisäävät kehon perustason aineenvaihduntaa aiheuttaen pahoinvointia, hikoilua, sekavuutta, päänsärkyä, hengityksen kiihtymistä, kohonnutta sydämen syketiheyttä ja laihtumista. Jatkuva altistus DNP:lle voi johtaa ihovaurioihin ja hyvinkin pian harmaakaihiin.
DNP:n yliannostuksesta seuraava kuolema ei johdu ATP:n tuotannon loppumisesta vaan lämpöhalvauksesta, jossa kehon lämpötila voi kohota jopa 44 °C asti.
Yksittäisistä myrkytystapauksista on päätelty 20–50 mg DNP:tä per henkilön painokilo olevan ihmiselle tappava annos.
DNP, dinoterbi ja muut dinitroyhdisteet ovat teratogeenisiä, eli voivat aiheuttaa sikiövaurioita. Eläinten jälkeläisillä ne ovat aiheuttaneet silmän, hermoston, luuston ja rasvakudoksen epämudostumia.

Historia

1. maailmansodan aikaan 1914–1918 DNP:tä käytettiin Ranskassa ammusräjähteiden valmistuksessa.
DNP:n laaja lääketieteellinen käyttö laihdutuslääkkeenä tapahtui vuosina 1933–1938 muun muassa USA:ssa. Lääkekäyttö alkoi kun Stanfordin yliopiston Cutting ja Tainter ilmoittivat havaitsemastaan DNP:n kyvystä tehostaa perustason aineenvaihduntaa. Vain vuosi DNP:n lääkekäytön alkamisesta, Tainter arvioi vähintään 100 000 henkilön käyttäneen DNP:tä Yhdysvalloissa muiden valtioiden lisäksi. DNP on paitsi myrkyllinen, myös ihmisten herkkyys aineelle on hyvin yksilöllistä. Siksi sitä käytettiin lääketieteellisissä ylipainon hoidoissa varovasti ja asteittain sopivalle tasolle korotetuin henkilökohtaisin annoksin. DNP:n kliininen käyttö lopetettiin 1938 sen harmaakaihia aiheuttavan vaikutuksen vuoksi.
DNP:n käyttöön liittyvien kuolemien määrä on ollut kasvussa muun muassa vuosina 2001–2010 sen internetmyynnin lisääntymisen vuoksi. Tyypilliset internetissä myytävät kapseloidut annokset ovat 100–200 mg luokkaa. Nykyään DNP:tä nopeaan laihtumiseen käyttävät muun muassa kehonrakentajat ja urheilijat. 1918 sattui tiettävästi ensimmäinen DNP:n aiheuttama kuolema, joka johtui altistuksesta aineelle työpaikalla. Laihdutukseen ja muuhun tarkoituksenmukaiseen käyttöön liittyviä vahinkokuolemia on 2000-luvulla ollut useita. DNP:llä on myös tehty itsemurhia.