Ricina Tossina dalla pianta di ricino, Ricinus communis

La ricina è una delle sostanze naturali più velenose conosciute.

I semi della pianta di ricino, Ricinus communis, sono velenosi per persone, animali e insetti. Una delle principali proteine tossiche è la “ricina”, nominata da Stillmark nel 1888 quando testò l’estratto dei fagioli sulle cellule rosse del sangue e li vide agglutinare. Ora sappiamo che l’agglutinazione era dovuta ad un’altra tossina che era anche presente, chiamata RCA (Ricinus communisagglutinin). La ricina è una citotossina potente ma un’emoagglutinina debole, whereasRCA è una citotossina debole e una potente emoagglutinina.

L’avvelenamento per ingestione del ricino è dovuto alla ricina, notRCA, perché la RCA non penetra nella parete intestinale e non influiscecellule del sangue rosse a meno che non vengano somministrate per via endovenosa. Se RCA viene iniettato nel sangue,causerà i globuli rossi per agglutinare e scoppiare da emolisi.

Forse solo un milligrammo di ricina può uccidere un adulto. I sintomi dell’avvelenamento umano iniziano entro poche ore dall’ingestione.

Se la morte non si è verificata in 3-5 giorni, la vittima di solito recupera.Si consiglia di tenere i bambini lontani dalla pianta di ricino o dalle collanefatto con i suoi semi. Infatti donít anche li hanno in o intorno a una casa withsmall bambini. Se ingeriscono le foglie o ingoiare i semi, possono getpoisoned. I semi altamente tossici perline in collane, causare irritazioni della pelle al punto di contatto.

Se il seme viene ingerito senza masticare e non vi è alcun danno al rivestimento del seme, molto probabilmente passerà in modo innocuo attraverso il tratto digestivo. Tuttavia, se viene masticato o rotto e poi ingerito, la tossina della ricina verrà assorbita dall’intestino.

Si dice che un solo seme possa uccidere un bambino. I bambini sono più sensibili diadulti alla perdita di liquidi a causa di vomito e diarrea e possono diventare rapidamente disidratati e morire.

Le piante di ricino in un giardino non dovrebbero essere autorizzate a fiorire e seminare.

Castor Bean Plant, Poisoning, and Oil

Il castor bean plant, Ricinus communis, è un “nativo dell’Africa tropicalecoltivato in diverse varietà per l’olio trovato nelle sue foglie e per il suo audace fogliame.”(Alber e Alber)

Le “foglie peduncolate consistono di solito in otto foglioline radianti, appuntite, con bordi leggermente seghettati e venature centrali prominenti. Molte varietà sonoverde, ma alcune sono marrone rossastro.”(Cooper e Johnson) I fiori sonoverde e poco appariscente, ma rosa o rosso nelle varietà pigmentate. Manystamens sono vicino alla base e ramificazione pistilli sono vicino alla parte superiore del theflower. I frutti a spina morbida contenenti semi gradevolmente screziatisono caratteristiche distintive della pianta.

È coltivato come ornamentale nei giardini, a volte come pianta d’appartamento, e anchecresce come erba. Si tratta di un annuale nel sud e una perenne ai tropici, e può raggiungere “15 piedi di altezza all’aperto”. È un’erba legnosa appartenente alla famiglia delle Euforbiacee (Euforbia).

Castor bean poisoning – Children

Si consiglia di tenere i bambini lontani dalla pianta di ricino o dalle collanefatto con i suoi semi. In realtà non hanno nemmeno loro in o intorno a una casa withmall bambini. Se ingeriscono le foglie o ingoiare i semi, possono getpoisoned. I semi altamente tossici perline in collane, causare irritazioni della pelle al punto di contatto.

Se il seme viene ingerito senza masticare e non vi è alcun danno al rivestimento del seme, molto probabilmente passerà in modo innocuo attraverso il tratto digestivo. Tuttavia, se viene masticato o rotto e poi ingerito, la tossina della ricina verrà assorbita dall’intestino.

Si dice che un solo seme possa uccidere un bambino. I bambini sono più sensibili diadulti alla perdita di liquidi a causa di vomito e diarrea e possono diventare rapidamente disidratati e morire.

Le piante di ricino in un giardino non dovrebbero essere autorizzate a fiorire e seminare. Una buona pratica è “stroncarla sul nascere”.

Omicidio

Nel 1978, la ricina fu usata per assassinare Georgi Markov nel 1978, un giornalista bulgaro che si espresse contro il governo bulgaro. Egli wastabbed con la punta di un ombrello, mentre in attesa a una fermata dell ” autobus nearWaterloo Station di Londra. Hanno trovato un pelletembedded metallico perforato nella sua gamba che aveva presumibilmente conteneva la tossina ricina.

Animali

Gli afidi, disegnati a destra su una foglia della pianta di ricino, sono suscettibili di avvelenamento dall’ingestione del floema. I succhiatori di linfa sono morti entro 24 ore dall’alimentazione.

La trivellatrice del mais europeo e le larve del rootworm del mais meridionale sono state uccise quando sono state esposte ai mangimi dipinti con il 2% di ricina. Studi come questi sono presi per sviluppare pesticidi “naturali”.

I semi di ricino vengono utilizzati come ingrediente in alcuni mangimi animali dopo che l’olio è stato estratto o inattivato riscaldando per 20 minuti a 140 ° C. I tentativi di utilizzare i semi di ricino nei mangimi per il bestiame comportano diversi metodi di inattivazione della ricina pur mantenendo il valore nutrizionale. Alcuni studi hanno scoperto che anche dopo tale trattamento termico, la tossicità rimane. Ad esempio, era letale per le anatre domestiche dato il mangime. “La tossicità del pasto potrebbe essere dovuta a un fattore termostabile o inibitore della crescita o a residui minuscoli di ricina” (Okoye et al.)
Uno studio con pecore ha dimostrato che la farina di ricino autoclavata può essere incorporata al 10% delle razioni di pecore senza alcun effetto negativo.

L’avvelenamento del bestiame di solito avviene per incorporazione accidentale di castorbeans nel loro mangime. I cavalli sono particolarmente vulnerabili.

Per informazioni più dettagliate sugli effetti della Ricina sul bestiame, vedere…”Pagina piante velenose, Ricinus Communis, http://res.agr.ca./

Olio di ricino

I semi di ricino vengono pressati per estrarre l’olio di ricino che viene utilizzato per medicinalpurposes. La ricina non si divide nell’olio perché è solubile in acqua,quindi l’olio di ricino non contiene ricina, a condizione che la contaminazione nocross si sia verificata durante la sua produzione.

Ulteriori informazioni che li descrivono sono disponibili sotto l’elenco di Castor Bean, nel Canadian Poisonous Plants Information System, per gentile concessione di Derek B. Munro.

Meccanismo di azione tossica

Sono state identificate molte proteine citotossiche provenienti da una varietà di piante e sono correlate alla ricina sia nella struttura che nella funzione. Inibiscono la sythesis della proteina specificamente ed irreversibilmente inactivatingeukaryotic ribosomes.

Queste “proteine ribosomiche inattivanti” (RIP) sono tipicamente glicosilate, monomeri da 30 kDa (RIP di tipo 1). Tuttavia, al fine diportare ai galattosidi della superficie cellulare ed entrare nel citosol per raggiungere i ribosomi, richiedono un secondo monomero, un legame galattosio, 30 kDa lectina. Themonomers sono uniti da un ponte del disolfuro per formare gli eterodimeri tossici (tipo 2 strappa).

Alcune piante, come il grano andbarley, hanno solo tipo 1RIPs, e non sono velenosi, mentre altri, come il seme di pianta castorbean, contengono il tipo 2 strappi che sono tra themost citotossine potenti in natura. il 5% del seme di Ricino è costituito da ricina e RCA (Ricinus communisagglutinin).

La ricina è un RIP eterodimerico di tipo 2. Questo enzima ribosoma-inattivante (32kDa), noto anche come catena A, è collegato da un legame disolfuro alla lectina legante il galattosio/N-acetilgalattosamina (34 kDa), chiamata anche Bchain.

Biosintesi della ricina

Ricina e RCA sono sintetizzati nelle cellule endospermiche dei semi in maturazione, esono conservati in un organello chiamato “corpo proteico”, un compartimento vacuolare. Quando il seme maturo germina, le tossine vengono distrutte dall’idrolisientro pochi giorni.

La ricina inizia la sythesis come un prepropolipeptide che contiene entrambe le catene A e B. La sequenza del segnale del Nh3-terminus si rivolge alla catena ascendente al reticolo endoplasmatico (ER) e viene quindi scissa. Poiché il polipeptide proricin si allunga, è N-glicosilato all’internoil lume del pronto soccorso. Le isomerasi del disolfuro della proteina catalizzano il bondformation del disolfuro mentre la molecola di proricin si piega. La proricina subisce ulteriori modificazioni oligosaccaridiche all’interno del complesso di Golgi e quindi viene trasportata all’interno delle vescicole ai corpi proteici.

La ricina non è cataliticamente attiva finché non viene scissa proteoliticamente dall’anendopeptidasi all’interno dei corpi proteici. Questo divide il polipeptide nella catena A e la catena B ancora legata da un singolo legame disolfuro. Poiché la ricina è inattiva fino ad allora, la pianta evita di avvelenare la propriaribosomi nel caso in cui qualche proricina passi accidentalmente nel citosol durantesintesi e trasporto.

Ricina Azione enzimatica

La ricina Una porzione dell’eterodimero è l’enzima che lega edepurina una specifica adenina del 28S rRNA. L’adeninering del ribosoma diventa inserito tra due anelli di tirosina nella fessura catalitica dell’enzima e viene idrolizzato dall’azione enzimeísN-glicosidasi. L’adenina bersaglio è una sequenza di RNA specifica checontiene l’insolito ciclo tetranucleotidico, GAGA. La ricina è più attiva contro i ribosomi animali che vegetali e i ribosomi batterici intatti non sono generalmente sensibili.

Ricin Structure

Questa figura di Lord et al, raffigura un disegno a nastro tridimensionale di ricina,modellato dai dati della cristallografia a raggi X.La metà superiore destra, il nastro tratteggiato, è la catena A e la metà inferiore sinistra, il nastro solido, è la catena B.

La catena A (o RTA)è una proteina globulare a 267 aminoacidi. Ha eliche 8alpha e 8 fogli beta. Il sito di legame del substrato è la fessura contrassegnata dall’anello adenina del substrato.

La catena B (o RTB) è una proteina di 262 aminoacidi a forma di abarbell. Ha un sito di legame per galattosio ad ogni estremità, (raffigurato da lactoserings). Questi due siti consentono il legame dell’idrogeno con specifici zuccheri di membrana (galattosio e N-acetil galattosamina). Un ponte disolfuro (-S-S-) unisce RTAwith RTB (estrema destra, centro). Le sfere sono intrappolate molecole d’acqua.

Assorbimento della ricina

La porzione RTB della ricina si lega sia alle glicoproteine che ai glicolipidi alle superfici cellulari che terminano con galattosio. Ha due siti di legame per il galattosio e da 106 a 108 molecole di ricina possono legarsi per cellula. Tuttavia, solo una molecola di singlericina che entra nel citosol può inattivare oltre 1.500 ribosomi perminuti e uccidere la cellula.

Come mostrato nel diagramma, il percorso per internalizzazione della ricina comporta:

1. endocitosi da pozzi rivestiti e vescicole o,
2. endocytosos da pozzi lisci e vescicole. Le vescicole si fondono con l’anendosoma.
3. Molte molecole di ricina vengono restituite alla superficie cellulare per esocitosi, o
4. le vescicole possono fondersi in lisosomi dove la ricina verrebbe distrutta.
5. Se le vescicole contenenti ricina si fondono con la rete Trans Golgi, (TGN),c’è ancora una possibilità che possano
6. tornare alla superficie cellulare.
7. L’azione tossica si verificherà quando RTA, aiutato da RTB, penetra nel TGNmembrane e viene liberato nel citosol.

Una volta all’interno del citosol, l’RTA catalizza la depurazione dei ribosomi,arrestando la sintesi proteica.

Le applicazioni terapeutiche delle immunotossine

La ricina può essere mirata a cellule specifiche, come le cellule tumorali, coniugando la subunità RTA ad anticorpi o fattori di crescita che legano preferenzialmente le cellule indesiderate. Queste immunotossine hanno funzionato molto bene per applicazioni in vitro, ad esempio trapianti di midollo osseo. Sebbene non abbiano funzionato molto bene in molte situazioni in vivo, i progressi in questo settore della ricerca mostrano promesse per il futuro.

APPLICAZIONI IN VITRO

Nelle procedure di trapianto di midollo osseo, le immunotossine RTA sono state utilizzate con successo per distruggere i linfociti T nel midollo osseo prelevato da donatori istocompatibili. Questo riduce il rigetto del midollo osseo thedonor, un problema chiamato “graft-vs-host disease” (GVHD). In situazioni GVDH acute resistenti agli steroidi, le immunotossine RTA hanno aiutatoalleviare la condizione. Inoltre, nel trapianto autologo di midollo osseo, un campione delil midollo osseo dei pazienti viene trattato con immunotossine a cellule T anti-tdistruggere le cellule T maligne nelle leucemie a cellule T e nei linfomi.

APPLICAZIONI IN VIVO

“Per il trattamento in vivo di tumori solidi, possono sorgere problemi considerevoli a causa dello scarso accesso dell’immunotossina (IT) alla massa tumorale; mancanza di specificità IT, eterogeneità delle cellule tumorali, spargimento di antigene, rottura o rapida clearance dell’IT, effetti collaterali limitanti il dosaggio”. (Signore et al.). Un problema comune incontrato pazienti ricoverati trattati con ricina-immunotossine è la “sindrome di perdita vascolare”, inquali fluidi fuoriuscire dai vasi sanguigni che porta a ipoalbuminemia, weightgain ed edema polmonare. “Gli sforzi di ricerca per espandere e sviluppareimmunotossine e terapie per uso clinico nel cancro e nell’AIDS sono in linea con le strategie che utilizzano la tecnologia del DNA ricombinante (Lord et al.).

Ablazione tossigenica

Tossigeni

“I tossigeni sono fusioni di DNA in cui il DNA che codifica una potente tossina, ad esempio RTA, è posto sotto il controllo trascrizionale di un promotore e / o potenziatore specifico dello stadio tissutale o di sviluppo. Quando espresso intracellulare, il prodotto tossigenico causa la morte cellulare. L’introduzione e l’espressione dell’atossigene negli animali o nelle piante transgeniche può portare a una specifica tipologia cellulare, che può essere utilizzata per

• studiare i lignaggi cellulari evolutivi o per
• generare modelli animali di malattie degenerative.”(Lord et al.)

Trasporto suicidi

Il diagramma mostra l’iniezione di ricina nel nervo vagale e la successiva distruzione dei neuroni (neuroni tratteggiati distrutti, neuroni solidi inalterati).

I neuroscienziati possono distruggere selettivamente i neuroni iniettando ricina nei nervi. I meccanismi di trasporto assonale retrogrado portano la tossina alle cellule neuronali dove i ribosomi sono localizzati.

L’analisi ultrastrutturale rivela che la ricina prima causa la dispersione dipoliribosomi, e quindi il reticolo endoplasmatico ruvido si disorganizza invescicole lisce. I corpi cellulari (perikaryon) si gonfiano, i nuclei degeneranoe l’intero neurone si disintegra.

Poiché la ricina è una lectina legante la galattosammina N-acetil, può essere utilizzata con diverse lectine che hanno diverse specificità per mappare i modelli neuronali della glicosilazione. Quando si osserva il trasporto del suicidio dopo l’iniezione della tossina, conferma la presenza di residui di N-acetil galattosamina sulla superficie delle cellule neuronali. Le strategie nel trasporto del suicidio funzionano molto bene negli studi dei neuroni sensoriali e motori periferici adulti perché sono sensibili alla ricina.

I neuroni nel sistema nervoso centrale degli adulti sono resistenti all’ablazione byricin, mentre i giovani cervelli in via di sviluppo sono sensibili, suggerendo che lo sviluppo del cervello comporta cambiamenti nella glicosilazione dei neuroni del SNC. I residui galattoseterminali possono essere tagliati o mascherati mediante aggiunta di residui di acido sialico.

Negli esperimenti di trasporto suicidi, spesso una certa ricina fuoriesce dalnervo, causando avvelenamento sistemico dell’animale. Questo problema può esserevitato somministrando contemporaneamente un antisiero di ricina.

Il valore dell’utilizzo di strategie di trasporto suicidi è riassunto (da Wileyand Oeltmann):

• anatomiche mappatura dei neuroni
• modellazione dei motoneuroni le malattie degenerative
• studiare le conseguenze di danni ai nervi periferici e repairmechanisms
• mappatura cellulare i recettori del neurotrasmettitore
• malattie, tra cui applicazioni
  • eradicazione di latente del virus herpes simplex in trigemino sensoryneurons
  • la produzione e l’analisi di glial fibrillary bundle
  • trattamento degli equidi neuromi

Alber J. I., D. M. Alber. (1993) Piante d’appartamento sicure per bambini e fiori recisi: Una guida per mantenere i bambini e le piante in modo sicuro sotto lo stesso tetto.Storia Communications Inc., Pownal, Vermont.e ‘ il momento giusto per iniziare a lavorare. (1994) Piante velenose e funghi: una guida illustrata. CAB International Bureau of Animal Health, Weybridge; Londra.

Czapla, T. H., e I. A. Johnston. (1990) Effetto delle lectine vegetali sullo sviluppo larvale della trivellatrice del mais europea (Lepidoptera:pyralidae) e del rootworm del mais meridionale (Coleoptera:chrysomelidae). J. Econ. Entomolo, Lanham, Md.: Entomological Society of America, 83 (6): 2480-2485.

Frankel, A. E., (1993) Terapia immunotossina del cancro. Oncologia (Huntington), 7(5): 69-78; discussione79-80, 83-6.

Knight, B. (1979) Ricina-un potente veleno omicida. Fr. Med. J. 278: 350-351.

Signore, J. M., Roberts, L. M., e J. D. Robertus. (1994). FASEB J. Febbraio;8(2):201-8.

Matthews, RW, e JR Matthews (1978). Comportamento degli insetti, pub. Benvenuti nel nostro sito New York, pagine 507.

Okoye, JOA, Enunwaonye, CA. Okorie, A. U. e F. O. I. Anugwa (1987).Effetti patologici di alimentazione arrosto farina di ricino Ricinus communis tochicks. Pathol aviaria. 16(2):283-290.

Olaifa, J. I., Matsumura, F., Zeevaart, J. A. D., Mullin, C >A>, e P. Charalambous. (1991) Quantità letali di ricinina negli afidi della pesca verdemyzus-persicae suzler nutriti con piante di ricino. Impianto Sic. (Limerick), 73 (2): 253-256.

Purushotham, N. P., Rao, MS, e G. V. Raghavan (1986). Utilizzo di farina di ricino nella miscela concentrata di pecore. Indiano J. Anim. Sic.56(10):1090-1093.

Robertus, JD(1988). Struttura della tossina. Trattamento del cancro. Res. 37:11-24.

Robertus, JD (1991) La struttura e l’azione della ricina, una citotossican-glicosidasi. Sem. in cella Biol. 2:23-30.

Vitetta, E. S. e P. E. Thorpe, (1991) Immunotossine contenenti ricina o catena itsA, Sem. in cella Biol. 2:47-58.

Wiley, RG e TN Oeltmann, (1991) Ricina e tossine vegetali correlate: meccanismi di azione e applicazioni neurobiologiche; In, Handbook ofNatural Toxins, Vol.6, ed. La nostra azienda si occupa di:, NewYork.