Rycyna
Z Wikipedii
Rycyna - jedna z najbardziej trujących substancji pochodzenia roślinnego, otrzymywana z rącznika (Ricinus communis, rodzina Euphorbiaceae). Wszystkie części rośliny zawierają rycynę, ale największe stężenie (od 1 do 5 %) jest w nasionach. Jako substancja białkowa z grupy lektyn, nie miesza się z olejami, co umożliwia produkcję nieszkodliwego dla zdrowia oleju rycynowego (który nie zawiera rycyny).
Jako pierwszy niezwykłe właściwości biologiczne rycyny zauważył w 1888 Hermann Stillmark; była to pierwsza z wykrytych lektyn (aglutynin), tj. białek łączących się nieenzymatycznie z receptorami cukrowymi na błonach komórkowych.
Spis treści |
[edytuj] Działanie rycyny na organizmy żywe
Rycyna powoduje gwałtowne wymioty i biegunkę, silne przekrwienie narządów układu pokarmowego i nerek, spowodowane aglutynacją (zlepianiem) krwinek i wytrącaniem włóknika - fibryny do krwi.
Dawka śmiertelna (LD 50) dla człowieka wynosi w postaci aerozolu ok. 3 μg na 1 kg masy ciała, a parenteralnie nawet ok. 0,1 μg/kg, zatem toksyczność tej trucizny jest bardzo wysoka, porównywalna z sarinem. Jednocześnie zauważono, że wrażliwość różnych gatunków zwierząt na rycynę jest bardzo zróżnicowana, nawet ponadstukrotna w przeliczeniu na masę ciała.
[edytuj] Oddziaływnie rycyny na komórkę eukariotyczną
Rycyna składa się z dwóch łańcuchów białkowych mających 267 (RTA) i 262 (RTB) aminokwasów połączonych mostkiem dwusiarczkowym. Łańcuch RTB jest lektyną, tj. łańcuchem, który łączy się jako ligand z galaktozą – składnikiem wielu receptorów na błonie komórkowej (zwłaszcza makrofagów i komórek siateczki). Istnieje jeszcze bliżej nieznany mechanizm wykorzystania cząsteczek mannozy w toksycznym działaniu rycyny.
Łańcuch RTA należy do białek inaktywujących rybosomy (ribosome inactivating protein, RIP). Jest enzymem (N-glikozydazą RNA) usuwającym adeninę z łańcucha RNA (jedna cząsteczka w ciągu minuty niszczy 1500 rybosomów, będąc w stanie inaktywować 50 tys. rybosomów)[1].
Trucizna wnika do komórki po związaniu się łańcucha B z receptorem cukrowym na błonie komórkowej i wytworzeniu pęcherzyka pinocytarnego oraz endosomu. Część endosomów jest trawiona przez lizosomy, część jest wydzielana (egzocytoza), inne łączą się z aparatem Golgiego. W aparacie Golgiego odłączany jest RTB, natomiast RTA przepływa do cytozolu, wykorzystując szlak ERAD (niszczenia nieprawidłowych białek: ubikwityna i proteosomy). W cytozolu łańcuch A wymyka się ze szlaku ERAD i niszczy rybosomy (blokowanie przyłączenia się do rybosomu czynnika translacyjnego EF-2, elongation factor 2).
[edytuj] Zatrucie rycyną[2]
Zatrucie rycyną powoduje śmierć w ciągu kilkudziesięciu godzin (w przypadku zatrucia pokarmowego trucizna może się wchłaniać nawet do 5 dni).
Początkowe objawy są niecharakterystyczne: gorączka, osłabienie, grypopodobne bóle mięśni (czasem ich kurcze), nudności, objawy odwodnienia, rozszerzenie źrenic, wzrost leukocytozy.
Później dominują objawy związane z drogą wniknięcia trucizny:
- iniekcja
- silny ból w miejscu wstrzyknięcia, powiększenie węzłów chłonnych, bezmocz ;
- zatrucie pokarmowe
- bóle brzucha, wymioty, biegunka, powiększenie wątroby i śledziony, hipoglikemia, owrzodzenia przewodu pokarmowego w badaniu endoskopowym, objawy niewydolności nadnerczy, anuria;
- zatrucie wziewne[2]
- kaszel, duszności, cechy niedotlenienia i toksycznego obrzęku płuc.
U robotników pracujących na plantacjach rącznika obserwowano objawy alergiczne spowodowane pyłem roślinnym (obrzęk błony śluzowej nosa i dróg oddechowych, zaczerwienienie spojówek, pokrzywka, objawy dusznicy oskrzelowej o nagłym początku).
[edytuj] Patologia zatrucia pokarmowego rycyną
- Przewód pokarmowy
- zmiany patologiczne pojawiają się po około 36 godzinach od połknięcia. Największe zmiany dotyczą tkanki limfatycznej przewodu pokarmowego, prowadzące do owrzodzeń i zmian krwotocznych w ścianie jelita cienkiego (zwłaszcza w grudkach chłonnych) oraz zmian martwiczo-krwotocznych w wezłach chłonnych krezki;
- śledziona
- ogniska martwicy w miazdze białej;
- wątroba
- martwica komórek Kupfera, zakrzepica, ogniska martwicy hepatocytów (w następstwie - hipoglikemia);
- nerki
- martwica nabłonków kanalików nerkowych, następnie ciężkie zaburzenia wodno-elektrolitowe (w następstwie - mocznica), odwodnienie (w następstwie - zapaść).
Obserwowano także porażenie nerwów czaszkowych i cechy niewydolności nadnerczy.
[edytuj] Patologia zatrucia parenteralnego rycyną
Objawy ogólne zatrucia pojawiają się kilkanaście godzin po wstrzyknięciu domięśniowym. Ogólnie zmiany są podobne do obserwowanych przy zatruciu pokarmowym, z największym nasileniem zmian w jelicie cienkim (po około 36 godzinach od wstrzyknięcia).
- Miejsce wstrzyknięcia
- martwica mięśni, powiększenie okolicznych węzłów chłonnych;
- przewód pokarmowy
- apoptoza komórek nabłonka w obrębie krypt, intensywny naciek komórek plazmatycznych i makrofagów w obrębie blaszki właściwej, martwica komórek limfoidalnych w grudkach chłonnych; później zmiany wrzodziejące i krwotoczne w ścianie jelita cienkiego;
- węzły chłonne
- zatarcie struktury grudkowej, martwica limfocytów, wylewy krwi w zatokach, erytrofagocytoza;
- śledziona
- martwica limfocytów, zwłaszcza w obszarze wokół tętniczek centralnych;
- wątroba
- matwica komórek Kupfera, zakrzepica, ogniska martwicy hepatocytów (później - hipoglikemia);
- nerki
- martwica nabłonków kanalików nerkowych prowadząca do ciężkich zaburzeń wodno-elektrolitowe (następstwie - mocznica), odwodnienie (następstwie - zapaść).
[edytuj] Patologia zatrucia wziewnego rycyną[2]
- Płuca i drogi oddechowe
- zmiany patologiczne pojawiaja się po 8-12 godzinach od inhalacji (pojawia się wysięk białkowy w drogach oddechowych i toksyczny obrzęk płuc). Rycyna łączy się z komórkami urzęsionymi nabłonka błony śluzowej, makrofagami, pneumocytami (w następstwie - uszkodzenie surfaktanta) i komórkimi śródbłonka powodując uogólniony zespół przęsiękania (w następstwie - ciężkie zaburzenia wodno-elektrolitowe):
-
- włóknikowo-ropne zapalenie płuc,
- ostre owrzodzenia dróg oddechowych o charakterze martwiczo-krwotocznym,
- wysięk wewnatrzpęcherzykowy z obrzękiem okołonaczyniowym (obrzęk toksyczny płuc);
-
- węzły chłonne śródpiersia
- ostre zapalenie ropne z martwicą;
- nadnercza
- nacieki zapalne.
[edytuj] Rycyna jako broń biologiczna
W czasie I wojny światowej opracowano pociski wypełnione talkiem nasączonym rycyną oraz badano możliwości wytwarzania aerozolu (tzw. Agent W). Nie znano jednak wówczas jeszcze odtrutki na rycynę[3], eksperymenty więc zawieszono. W czasie II wojny wyprodukowano ok. 1700 kg czystej rycyny do eksperymentów oraz opracowano metody jej krystalizacji i proszkowania. Przygotowywano także bomby chemiczne z rycyną.
[edytuj] Rycyna w rękach przestępców i terrorystów
Najgłośniejszym echem w świecie odbiło się użycie rycyny w roku 1978 , kiedy agent KGB zabił w Londynie bułgarskiego dysydenta Georgi Markowa przez wstrzelenie podskórne[4] ok. 0,5 mg rycyny w platynowej kulce o średnicy 1,6 mm z mikroskopijnymi otworami, przez które rycyna przedostała się do organizmu Markowa. Inny atak, dokonany w kilka miesięcy później w paryskim metro ten sam sposób na innego dysydenta Władymira Kostowa nie powiódł się; zaatakowany przeżył zamach dzięki szybkiemu usunięciu kulki.
W 1995 amerykańska lekarz onkolog Deborah Green została skazana w Kansas City za próbę zabójstwa męża przy pomocy rycyny, również drogą parenteralną.
Podejmowane też były próby ataku z użyciem rycyny obliczone na zatrucie poprzez skórę[5]. M.in. w 1991 członkowie organizacji "Minnesota Patriots' Council" (tzw. milicji) gromadzili rycynę w celu wykonania ataku terrorystycznego, a w 2003 rycynę wykryto w pewnej ilości listów do Białego Domu.
Możliwy jest także atak chemiczny przy użyciu rycyny przez drogi oddechowe; m.in. w 2002 w Manchesterze wykryto "laboratorium rycynowe", prowadzone przez 6 Algierczyków, a w 2003 w paryskim metro wykryto ślady rycyny; podejrzewa się, że przygotowywany był atak na ambasadę rosyjską przez grupę Czeczenów.
[edytuj] Pokarmowe zatrucia rycyną
Tego rodzaju zatrucia powstają zazwyczaj w wyniku przypadkowego zatrucia nasionami rącznika – zwłaszcza u dzieci. Białko rycyny jest częściowo trawione w przewodzie pokarmowym; szacuje się, ze śmiertelność przy zatruciu nasionami wynosi ok. 1,9% (znanych jest 14 pewnych przypadków zgonów z powodu zjedzenia kilkunastu nasion).
[edytuj] Doświadczenia z rycyną w lecznictwie
W latach pięćdziesiątych XX w. rycynę (oraz bardzo podobną truciznę roślinną, abyrynę) wypróbowywano jako potencjalne chemioterapeutyki w onkologii (w I fazie prób klinicznych). Były one podawane dożylnie, w dawce[6] 18-20 μg/m2. Z objawów niepożądanych obserwowano grypopodobne bóle mięśniowe, nudności i wymioty. W dwóch wypadkach (z podaniem abryny) doszło do zgonów z objawami uszkodzenia układu nerwowego i drgawkami. Obecnie są prowadzone badania nad wykorzystaniem rycyny w onkologii jako immunotoksyny.
[edytuj] Przypisy
- ↑ warto zauważyć przy tym, że wiele roślin (np. jęczmień) wytwarza białko RTA, które jest nietoksyczne, gdyż nie tworzy łańcucha RTB
- ↑ 2,0 2,1 2,2 niektóre z informacji w niniejszym rozdziale są ekstrapolacją doświadczeń na małpach i innych zwierzętach, ponieważ naukowe badania działania rycyny na organizm człowieka ze względu na ogromną toksyczność tej trucizny prowadzone są w bardzo ograniczonym zakresie
- ↑ ostatnio udało się wytworzyć eksperymentalne szczepionki, przechodzące obecnie fazę badań klinicznych
- ↑ przy użyciu specjalnie skonstruowanego mechanizmu sprężynowo-pneumatycznego ukrytego w parasolu
- ↑ zatrucie tą drogą w przypadku zdrowej, nieuszkodzonej skóry jest mało prawdopodobne
- ↑ w onkologii dawki leków oblicza się wg specjalnych wzorów na 1 m2 powierzchni ciała
