МОЛЯ ОБЪРНЕТЕ ВНИМАНИЕ:
„Отровен“ не означава смъртоносен. Някои прояви на токсичност са фини. Дозата, както винаги, определя дали растението е безопасен източник на хранителни вещества или токсичен риск.

Ricin Toxin от Castor Bean Plant, Ricinus communis

Рицинът е едно от най-отровните познати в природата вещества.

Семената от растението рицина, Ricinus communis, са отровни за хора, животни и насекоми. Един от основните токсични протеини е "рицинът", наречен от Стилмарк през 1888 г., когато тества екстракта от зърната върху червените кръвни клетки и ги вижда как се сливат. Сега знаем, че аглутинацията се дължи на друг токсин, който също присъства, наречен RCA (Ricinus communis agglutinin). Рицинът е мощен цитотоксин, но слаб хемаглутинин, докато RCA е слаб цитотоксин и мощен хемаглутинин.

Отравяне от поглъщане на рициновия боб се дължи на рицин, не RCA, защото RCA не прониква в чревната стена и не засяга червените кръвни клетки, освен ако не се прилага интравенозно. Ако RCA се инжектира в кръвта, това ще накара червените кръвни клетки да се аглутинират и да се спукат от хемолиза.

Може би само един милиграм рицин може да убие възрастен. Симптомите на отравяне при хора започват в рамките на няколко часа след поглъщане.

Симптомите са:

  1. болка в корема
  2. повръщане
  3. диария, понякога кървава.

В рамките на няколко дни има:

  1. тежка дехидратация,
  2. намаляване на урината,
  3. и намаляване на кръвното налягане.

Ако смъртта не е настъпила за 3-5 дни, жертвата обикновено се възстановява. Препоръчително е да държите децата далеч от растението рицина или огърлиците, направени с неговите семена. Всъщност дори не ги има в или около къща с малки деца. Ако погълнат листата или погълнат семената, те могат да се отровят. Силно токсичните семена, набрани в огърлици, причиняват дразнене на кожата в точката на контакт.

Ако семето се погълне без дъвчене и няма увреждане на обвивката на семето, то най-вероятно ще премине безвредно през храносмилателния тракт. Ако обаче се сдъвче или счупи и след това се погълне, рициновият токсин ще се абсорбира от червата.

Казват, че само едно семе може да убие дете. Децата са по-чувствителни от възрастните към загуба на течности поради повръщане и диария и могат бързо да станат силно дехидратирани и да умрат.

Растенията от рицинови зърна в градината не трябва да позволяват да цъфтят и да семена.

Касторови зърна, отравяне и масло

университет
Растението рицина, Ricinus communis, е "родом от тропическа Африка, култивиран в няколко разновидности за маслото, намиращо се в листата му и за смелата му листа." (Alber и Alber)

"Стъблените листа се състоят обикновено от осем излъчващи, заострени листовки с леко назъбени ръбове и изпъкнали централни жилки. Много сортове са зелени, но някои са червеникавокафяви. "(Купър и Джонсън) Цветовете са зелени и незабележими, но розови или червени в пигментираните сортове. Много тичинки са близо до основата, а разклонените плодници са в горната част на цветето. Меко пресованите плодове, съдържащи привлекателно петнисти семена са отличителни черти на растението.

Отглежда се като декоративно в градините, понякога като стайно растение, а също така расте като плевел. Това е едногодишно на юг и многогодишно в тропиците и може да достигне "15 фута височина на открито". Това е дървесна билка, принадлежаща към семейство Euphorbiacea (Spurge).

Отравяне с рицинови зърна - деца

Препоръчително е да държите децата далеч от растението рицина или огърлиците, направени с неговите семена. Всъщност дори не ги има в или около къща с малки деца. Ако погълнат листата или погълнат семената, те могат да се отровят. Силно токсичните семена, набрани в огърлици, причиняват дразнене на кожата в точката на контакт.

Ако семето се погълне без дъвчене и няма увреждане на обвивката на семето, то най-вероятно ще премине безвредно през храносмилателния тракт. Ако обаче се сдъвче или счупи и след това се погълне, рициновият токсин ще се абсорбира от червата.

Казват, че само едно семе може да убие дете. Децата са по-чувствителни от възрастните към загуба на течности поради повръщане и диария и могат бързо да станат силно дехидратирани и да умрат.

Растенията от рицинови зърна в градината не трябва да позволяват да цъфтят и да семена. Добра практика е да го „прегърнете в зародиша“.

През 1978 г. рицин е използван за убийството на Георги Марков през 1978 г., български журналист, който се обявява срещу българското правителство. Той е бил намушкан с върха на чадър, докато е чакал на автобусна спирка близо до гара Ватерло в Лондон. Те открили перфорирана метална пелета, вградена в крака му, която вероятно е съдържала рициновия токсин.

Листни въшки, изтеглени вдясно върху лист от растението рицина, са податливи на отравяне от поглъщането на флоемата. Смукачите са умрели в рамките на 24 часа след храненето.

The Европейска царевица и Южен царевичен коренов червей ларвите са били убити при излагане на фураж, боядисан с 2% рицин. Изследвания като тези се предприемат за разработване на "естествени" пестициди.

Рициновите зърна се използват като съставка в някои фуражи за животни след като маслото се извлече или инактивира чрез нагряване в продължение на 20 минути при 140 ° C. Опитите за използване на рицинови зърна във фуражите за добитък включват различни методи за инактивиране на рицин, като същевременно се запазва хранителната стойност. Някои изследвания показват, че дори след такава термична обработка токсичността остава. Например беше смъртоносно патици патила като се има предвид фуража. „Токсичността на храненето може да се дължи или на стабилен на топлина, или на фактор, инхибиращ растежа, или на малки остатъци от рицин“ (Okoye et al.)
Проучване с овце показа, че автоклавирано брашно от рициново зърно може да бъде включено в 10% от дажбите за овце без никакъв вреден ефект.

Отравянето на добитъка обикновено се случва чрез случайно включване на рицинови зърна в тяхната храна. Коне са особено уязвими.

За по-подробна информация за ефектите на рицин върху добитъка, вижте. „Страница с отровни растения, Ricinus Communis, http://res.agr.ca./

Рициновите зърна се пресоват за извличане на рициново масло, което се използва за медицински цели. Рицинът не се разпределя в маслото, тъй като е водоразтворимо, следователно рициновото масло не съдържа рицин, при условие че по време на производството му не е възникнало кръстосано замърсяване.

Повече информация за тяхното описание е достъпна в списъка за Castor Bean, в канадската информационна система за отровни растения, с любезното съдействие на Дерек Б. Мънро.

Механизъм на токсично действие

Много цитотоксични протеини от различни растения са идентифицирани и те са свързани с рицин както по структура, така и по функция. Те инхибират протеиновата синтеза чрез конкретно и необратимо инактивиране еукариотни рибозоми.

Тези "инактивиращи рибозоми протеини"(RIPs) обикновено са N-гликозилирани, 30 kDa мономери (Тип 1 RIP). Въпреки това, за да се свържат с галактозидите на клетъчната повърхност и да влязат в цитозола, за да достигнат рибозомите, те се нуждаят от втори мономер, свързващ галактоза, 30 kDa лектин. Мономерите са свързани с дисулфиден мост, за да образуват токсичните хетеродимери (Тип 2 RIP).

Някои растения, като напр пшеница иечемик, имат само Тип 1 RIP, и са не е отровен, докато други, като например семена от растение рицина, съдържат Тип 2 RIP които са сред най-мощните цитотоксини в природата. 5% от Рицинус семето се състои от рицин и RCA (Ricinus communis agglutinin).

Рицин е хетеродимерен RIP тип 2. Този инактивиращ рибозома ензим (32 kDa), известен също като А верига, е свързан чрез дисулфидна връзка с галактоза/N-ацетилгалактозамин-свързващ лектин (34 kDa), наричан още В верига.

Рицин и RCA се синтезират в ендоспермните клетки на узряващите семена и се съхраняват в органела, наречена "протеиново тяло", вакуоларно отделение. Когато зрелото семе покълне, токсините се унищожават чрез хидролиза в рамките на няколко дни.

Рицин започва ситезата като a препополипептид който съдържа и двете А и В вериги. The сигнална последователност на Nh3-терминала е насочена към зараждащата се верига към ендоплазмен ретикулум (ER) и след това се отцепва. Като прорицин полипептидът се удължава, той е N-гликозилиран в лумена на ER. Протеин дисулфидните изомерази катализират образуване на дисулфидна връзка тъй като прорициновата молекула се сгъва. Прорицинът претърпява допълнителни модификации на олигозахаридите в рамките на Комплекс Голджи и след това се транспортира в мехурчетата до протеинови тела.

Рицинът не е каталитично активен, докато не се раздели протеолитично от ендопептидаза в протеиновите тела. Това разделя се полипептидът във веригата А и В веригата все още свързани с единична дисулфидна връзка. Тъй като дотогава рицинът е неактивен, растението избягва отравяне на собствените си рибозоми, в случай че някои прорицин случайно премине в цитозола по време на синтез и транспорт.

Рициново ензимно действие

The рицин А част от хетеродимера е ензимът, който се свързва и детурира специфичен аденин на 28S рРНК. Адениновият пръстен на рибозомата се притиска между два тирозинови пръстена в каталитична цепка на ензима и се хидролизира от действието на ензима N-гликозидаза. Целевият аденин е специфична РНК последователност, която съдържа необичайната тетрануклеотидна верига, GAGA. Рицинът е по-активен срещу животински, отколкото растителни рибозоми, а непокътнатите бактериални рибозоми обикновено не са податливи.

Тази фигура от Lord et al, изобразява триизмерна лента от рицин, моделирана от рентгенови кристалографски данни. Горната дясна половина, пунктираната лента, е веригата А, а долната лява половина, плътната лента, е веригата В.

The Верига (или RTA)е 267-аминокиселинен глобуларен протеин. Той има 8 алфа спирали и 8 бета листа. Мястото на свързване на субстрата е цепнатината, маркирана от адениновия пръстен на субстрата.

The B верига (или RTB) е 262-аминокиселинен протеин, който е оформен като мряна. Той има място за свързване на галактоза във всеки край (изобразено с лактозни пръстени). Тези две места позволяват водородно свързване със специфични мембранни захари (галактоза и N-ацетил галактозамин). Дисулфиден мост (-S-S-) се свързва с RTA с RTB (вдясно, в центъра). Сферите са уловени водни молекули.

RTB частта от рицин се свързва както с гликопротеини, така и с гликолипиди на клетъчните повърхности, които завършват с галактоза. Той има две места за свързване на галактоза и 106 до 108 рицинови молекули могат да се свържат на клетка. Само една молекула рицин, която влиза в цитозола, обаче може да дезактивира над 1500 рибозоми в минута и да убие клетката.

Както е показано на диаграмата, пътят за интернализация на рицин включва:

  1. ендоцитоза от покрити ямки и везикули или,
  2. ендоцитозос от гладки ямки и везикули. Везикулите се сливат с ендозома.
  3. Много молекули рицин се връщат на клетъчната повърхност чрез екзоцитоза, или
  4. везикулите могат да се слеят с лизозомите, където рицинът би бил унищожен.
  5. Ако съдържащите рицин везикули се слеят с мрежата на Транс Голджи (TGN), все още има шанс те да
  6. върнете се на повърхността на клетката.
  7. Токсично действие ще настъпи, когато RTA, подпомогнат от RTB, проникне през мембраната на TGN и се освободи в цитозола.

Веднъж попаднал в цитозола, RTA катализира детурирането на рибозомите, спирайки синтеза на протеин.

Терапевтични приложения на имунотоксини

Рицин може да бъде насочен към специфични клетки, като напр ракови клетки, чрез конюгиране на RTA субединицата с антитела или растежни фактори, които предпочитано свързват нежеланите клетки. Тези имунотоксини са работили много добре за инвитро приложения, напр. трансплантация на костен мозък. Въпреки че в много от тях те не са работили много добре in vivo ситуации, напредъкът в тази област на изследванията показва обещание за бъдещето.

ИНВИТРО ЗАЯВЛЕНИЯ

В трансплантация на костен мозък процедури, RTA-имунотоксини са били използвани успешно за унищожаване на Т лимфоцити в костния мозък, взети от хистосъвместими донори. Това намалява отхвърлянето на костния мозък на донора, проблем, наречен "болест на присадката срещу гостоприемника" (GVHD). В стероид-резистентни, остри GVDH ситуации, RTA-имунотоксините спомагат за облекчаване на състоянието. Също така, в автоложна трансплантация на костен мозък, извадка от пациентите собствен костен мозък се лекува с анти-Т клетъчни имунотоксини за унищожаване на злокачествени Т-клетки в Т-клетъчни левкемии и лимфоми.

„За in vivo лечението на солидни тумори могат да възникнат значителни проблеми поради лошия достъп на имунотоксина (IT) до туморната маса; липса на IT специфичност, хетерогенност на туморните клетки, отделяне на антиген, разграждане или бързо изчистване на IT и ограничаващи дозата странични ефекти ". (Lord et al.). Един често срещан проблем, срещан при пациенти, лекувани с рицин-имунотоксини, е "синдром на съдово изтичане", при който течности изтичат от кръвоносните съдове, което води до хипоалбуминемия, наддаване на тегло и белодробен оток. "Изследователски усилия за разширяване и разработване на имунотоксини и терапии за клинична употреба в рак и СПИН продължават със стратегии, използващи технология на рекомбинантна ДНК (Lord et al.).

„Токсигените са сливания на ДНК, при които ДНК, кодираща мощен токсин, напр. RTA, се поставя под контрола на транскрипцията на специфичен за тъкан или етап на развитие промотор и/или подобрител. Когато се експресира вътреклетъчно, продуктът на токсигена причинява клетъчна смърт. Въвеждането и експресията на токсиген при трансгенни животни или растения може да доведе до специфична за клетката аблация, което може да се използва

  • проучване на клетъчните линии на развитието или да
  • генерират животински модели на дегенеративни заболявания. "(Lord et al.)

Диаграмата показва инжектиране на рицин във вагусния нерв и последващо унищожаване на неврони (пунктирани неврони унищожени, твърди неврони незасегнати).

Невролозите могат избирателно да унищожават невроните, като инжектират рицин в нервите. Ретроградни аксонални транспортни механизми довеждат токсина до телата на невроналните клетки, където са локализирани рибозомите.

Ултраструктурният анализ разкрива, че първо рицинът предизвиква диспергирането на полирибозоми, а след това грубият ендоплазмен ретикулум се дезорганизира в гладки везикули. Клетъчните тела (перикарион) набъбват, ядрата се дегенерират и целият неврон се разпада.

Тъй като рицинът е N-ацетил галактозамин-свързващ лектин, той може да се използва с различни лектини, които имат различни специфики къмкарта на невроналните модели на гликозилиране. Когато се наблюдава самоубийствен транспорт след инжектиране на токсина, това потвърждава наличието на N-ацетил галактозамин остатъци по невроналната клетъчна повърхност. Стратегиите в самоубийствения транспорт работят много добре в проучванията на възрастен периферни сензорни и двигателни неврони, защото са чувствителни към рицин.

Невроните в централната нервна система на възрастни са устойчиви на аблация от рицин, докато младите развиващи се мозъци са чувствителни, което предполага, че развитието на мозъка включва промени в гликозилирането на невроните на ЦНС. Терминалните остатъци от галактоза могат да бъдат или отрязани, или маскирани чрез добавяне на остатъци от сиалова киселина.

При експерименти с транспорт на самоубийства, често някои рицин изтича от нерва, причиняващи системно отравяне на животното. Този проблем може да бъде избегнат чрез едновременно администриране на рицин антисерум.

Обобщената е стойността на използването на самоубийствени транспортни стратегии (от Wiley и Oeltmann):

  • анатомично картографиране на неврони
  • моделиране на дегенеративни заболявания на моторните неврони
  • изучаване на последствията от увреждане на периферните нерви и механизми за възстановяване
  • картографиране на клетъчни невротрансмитерни рецептори
  • свързани с болести приложения, включително
    • ликвидиране на латентен херпес симплекс вирус в сензорни неврони на тригеминалния нерв
    • производство и анализ на глиални фибриларни снопове
    • лечение на невроми на еднокопитни

Alber, J.I. и D.M. Албер. (1993) Безопасни за бебета стайни растения и отрязани цветя: Ръководство за безопасно поддържане на децата и растенията под един и същ покрив. Story Communications Inc., Pownal, Върмонт.

Купър, М.Р. и А.В. Джонсън. (1994) Отровни растения и гъби: Илюстрирано ръководство. CAB Международно бюро за здравето на животните, Уейбридж; Лондон.

Czapla, T.H. и I.A. Джонстън. (1990) Ефект на растителните лектини върху развитието на личинките на европейския царевичен бурен (Lepidoptera: pyralidae) и южния царевичен червей (Coleoptera: chrysomelidae). J.Econ. Entomol, Lanham, Md .: Entomological Society of America, 83 (6): 2480-2485.

Frankel, A. E., (1993) Имунотоксинова терапия на рака. Онкология (Хънтингтън), 7 (5): 69-78; дискусия79-80, 83-6.

Найт, Б. (1979) Рицин - мощна убийствена отрова. Br. Med. J. 278: 350-351.

Лорд, Дж. М., Робъртс, Л. М. и Дж. Д. Робърт. (1994). FASEB J. февруари; 8 (2): 201-8.

Matthews, R.W. и J.R. Matthews (1978). Поведение на насекоми, кръчма Wiley and Sons, Inc. Ню Йорк, стр. 507.

Okoye, JOA, Enunwaonye, ​​CA. Okorie, A.U. и F.O.I. Анугва (1987). Патологични ефекти от храненето на печено брашно от рицина Ricinus communis на пилета. Птичия Патол. 16 (2): 283-290.

Olaifa, J.I., Matsumura, F., Zeevaart, J.A.D., Mullin, C> A> и P. Charalambous. (1991) Смъртоносни количества рицинин в зелени прасковени листни въшки myzus-persicae suzler, хранени с растения от рицина. Растителна Sci. (Лимерик), 73 (2): 253-256.

Purushotham, N.P., Rao, M.S. и G.V. Raghavan (1986). Използване на рициново брашно в концентратната смес от овце. Индийски J. Anim. Sci. 56 (10): 1090-1093.

Robertus, J. D. (1988). Структура на токсините. Лечение на рак. Рез. 37: 11-24.

Robertus, J. D. (1991) Структурата и действието на рицин, цитотоксична N-гликозидаза. Сем. в Cell Biol. 2: 23-30.