Nepetalaktoni

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. 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. McElvain ja kollegat eristivät ja nimesivät nepetalaktoniseoksen aitokissanmintusta ensimmäisinä vuonna 1941.
Rakenne ja ominaisuudet.
Nepetalaktonilla on 3 kiraliakeskusta. Sillä on siten 8 (=23) stereoisomeeriä.
("Z,E")-nepetalaktoni on väritön öljy. Sen kiehumispiste on 71 °C 0,05 mmHg paineessa. 25 °C:ssa sen tiheys on 1,0663 g/ml ja taitekerroin 1,4859.
Esiintyminen luonnossa.
"Nepeta"-suvun kasvit tuottavat neljää stereoisomeeriä: ("Z,Z")-, ("Z,E")-, ("E,Z")- ja ("E,E")-nepetalaktonia. Isomeerien keskinäinen yleisyys vaihtelee riippuen kasvilajista. ("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.
Nepetalaktoneita tuottavat myös kirvat, joissa ne toimivat sukupuoliferomoneina. Kirvoissa yleisin nepetalaktoni on ("Z,E")-nepetalaktoni. Kirvoissa on tämän lisäksi yleisesti rakenteellisesti samankaltaista (1"R",4α"S",7"S",7α"R")-nepetalaktolia, joka toimii myös feromonina. Näiden kahden aineen suhteellinen yleisyys vaihtelee riippuen kirvalajista.
Vaikutukset kissaeläimissä.
Vaikutusten kesto ja teho eri lajeissa.
Nepetalaktonit vaikuttavat kotikissoihin hajuaistin kautta. Nieltynä niillä ei ole vaikutusta. 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.
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.
Leijonat ("Panthera leo") ja jaguaarit ("Panthera onca") ovat herkkiä nepetalaktoneille. Nepetalaktonien vaikutukset niissä voivat kestää jopa 60 minuuttia. Ne vaikuttavat myös leopardeihin ("Panthera pardus"). Nepetalaktonien kanssa rakenteellisesti samantapaisten nepetalaktolien, joita on esimerkiksi "Actinidia polygama" -kasvissa, on havaittu vaikuttavan amurinleopardeihin ("Panthera pardus orientalis") ja ilveksiin ("Lynx lynx"). Nepetalaktonit eivät vaikuta juurikaan tiikereihin ("Panthera tigris"), punailveksiin ("Lynx rufus"), puumiin ("Puma concolor") tai tiikerikissoihin ("Leopardus tigrinus").
Vaikutukset.
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.
Vaikutusmekanismi.
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. µ-opioidireseptorien antagonistina toimivan naloksonin taas on osoitettu estävän nepetalaktonien ja nepetalaktolien vaikutuksia kotikissoissa. β-endorfiinin sisäsyntyinen eritys on säädeltyä, joten nepetalaktonit tai nepetalaktolit eivät aiheuta opioidien vieroitusoireita kissaeläimille. Kotikissojen on osoitettu reagoivan ilmeisesti ainakin ("E,Z")- ja ("Z,E")-nepetalaktoniin. Näistä kumpaakin, mutta eritoten ("Z,E")-isomeeria, on esimerkiksi aitokissanmintussa.
Evolutiivinen syy vaikutuksiin.
Kissaeläimet reagoivat nepetalaktoneita sisältäviin kasveihin nuolemalla niitä ja hieromalla niitä turkkiinsa. Nepetalaktonit ja nepetalaktolit karkottavat erilaisia sairauksia levittäviä hyönteisiä. Nepetalaktolien on esimerkiksi osoitettu karkottavan tiikerihyttysiä. 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.