toxina de Ricin din planta de fasole de ricin, Ricinus communis

Ricina este una dintre cele mai otrăvitoare substanțe naturale cunoscute.

semințele plantei de ricin, Ricinus communis, sunt otrăvitoare pentru oameni, animale și insecte. Una dintre principalele proteine toxice este „ricina”,numită de Stillmark în 1888, când a testat extractul de fasole pe celule roșii din sânge și le-a văzut aglutinate. Acum știm că aglutinarea a fost datoratăla o altă toxină care era de asemenea prezentă, numită RCA (Ricinus communisaglutinin). Ricina este o citotoxină puternică, dar o hemaglutinină slabă, undeasrca este o citotoxină slabă și o hemaglutinină puternică.

otrăvirea prin ingestia bobului de ricin se datorează ricinei, notRCA, deoarece RCA nu penetrează peretele intestinal și nu afectează celulele sanguine decât dacă sunt administrate intravenos. Dacă RCA este injectat în sânge,va determina aglutinarea globulelor roșii și spargerea prin hemoliză.

poate că doar un miligram de ricin poate ucide un adult. Simptomele otrăvirii umane încep în câteva ore de la ingestie.

dacă moartea nu a avut loc în 3-5 zile, victima se recuperează de obicei.Este recomandabil să țineți copiii departe de planta de ricin sau de colierefăcute cu semințele sale. De fapt, don chiar le-au în sau în jurul unei case cucopii mici. Dacă ingerează frunzele sau înghit semințele, se pot otrăvi. Semințe foarte toxice margele în Coliere, provoca iritarea pieliila punctul de contact.

dacă semințele sunt înghițite fără a mesteca și nu există nici o deteriorare a stratului de semințe, cel mai probabil va trece inofensiv prin tractul digestiv. Cu toate acestea, dacă este mestecată sau ruptă și apoi înghițită, toxina de ricin va fi absorbităde intestine. se spune că o singură sămânță poate ucide un copil. Copiii sunt mai sensibili decâtadulții la pierderea de lichide din cauza vărsăturilor și diareei și pot deveni rapidsever deshidratat și mor.

plantele de fasole de ricin dintr-o grădină nu ar trebui să li se permită să înflorească și să semene.

planta de ricin, otrăvire și ulei

planta de ricin, Ricinus communis, este un „nativ din Africa tropicalăcultivat în mai multe soiuri pentru uleiul găsit în frunzele sale și pentru frunzele sale îndrăznețe.”(Alber și Alber)

frunzele stalked constau de obicei din opt frunze radiante, ascuțitecu margini ușor zimțate și vene centrale proeminente. Multe soiuri suntverde, dar unele sunt maro roșiatic.”(Cooper și Johnson) florile suntverde și inconspicuoase, dar roz sau roșu în soiurile pigmentate. Manystamens sunt aproape de bază și pistils ramificare sunt aproape de partea de sus afloare. Fructele cu spini moi care conțin semințe atractive pestrițesunt trăsături distinctive ale plantei.

este cultivat ca ornamental în grădini, uneori ca plantă de casă și, de asemeneacrește ca o buruiană. Este anual în sud și o plantă perenă la tropice și poate ajunge la”15 metri înălțime în aer liber”. Este o plantă lemnoasă aparținând familiei Euphorbiacea (Spurge).

otrăvire cu ricin – copii

este recomandabil să țineți copiii departe de planta de ricin sau de colierele făcute cu semințele sale. De fapt, nici măcar nu le au în sau în jurul unei case cucopii mici. Dacă ingerează frunzele sau înghit semințele, se pot otrăvi. Semințe foarte toxice margele în Coliere, provoca iritarea pieliila punctul de contact.

dacă semințele sunt înghițite fără a mesteca și nu există nici o deteriorare a stratului de semințe, cel mai probabil va trece inofensiv prin tractul digestiv. Cu toate acestea, dacă este mestecată sau ruptă și apoi înghițită, toxina de ricin va fi absorbităde intestine. se spune că o singură sămânță poate ucide un copil. Copiii sunt mai sensibili decâtadulții la pierderea de lichide din cauza vărsăturilor și diareei și pot deveni rapidsever deshidratat și mor.

plantele de fasole de ricin dintr-o grădină nu ar trebui să li se permită să înflorească și să semene. O bună practică este să o „înțepi în mugur”.

crimă

în 1978, ricina a fost folosită pentru asasinarea lui Georgi Markov în 1978, un jurnalist bulgar care s-a pronunțat împotriva guvernului bulgar. A fost înjunghiat cu vârful unei umbrele în timp ce aștepta la o stație de autobuz lângă stația Waterloo din Londra. Au găsit o peletă metalică perforată în piciorul lui, care probabil conținea toxina de ricin.

animale

afidele, trase la dreapta pe o frunză a plantei de ricin, sunt susceptibilela otrăvire din ingerarea floemului. Fraierii au murit în 24 de ore de la hrănire.

sonda europeană de porumb și larvele de vierme de porumb din sud au fost ucisecând au fost expuse la furaje vopsite cu 2% ricină. Studii ca acestea suntluate pentru a dezvolta pesticide „naturale”.

boabele de ricin sunt utilizate ca ingredient în unele furaje pentru animale după ce uleiul a fost extras sau inactivat prin încălzire timp de 20 de minute la 140oc. Încercările de utilizare a boabelor de ricin în hrana animalelor implică diferite metodede inactivare a ricinei, menținând în același timp valoarea nutritivă. Unele studii auau arătat că, chiar și după un astfel de tratament termic, toxicitatea rămâne. De exemplu, a fost letală pentru rațele sălbatice, având în vedere hrana. „Toxicitatea mesei ar putea fi cauzată fie de un factor stabil de căldură sau de inhibare a creșterii, fie de reziduurile minute de ricină”(Okoye și colab.)
un studiu cu oi a arătat că făina de ricin autoclavată poate fi încorporată la 10% din rațiile de ovine fără niciun efect rău.

otrăvirea animalelor are loc de obicei prin încorporarea accidentală de castorbe în hrana lor. Caii sunt deosebit de vulnerabili.

pentru informații mai detaliate despre efectele ricinei asupra animalelor, a se vedea…”Pagina plante otrăvitoare, Ricinus Communis, http://res.agr.ca./

ulei de ricin

boabele de ricin sunt presate pentru a extrage uleiul de ricin care este utilizat pentru uz medicinal. Ricina nu se împarte în ulei deoarece este solubilă în apă,prin urmare, uleiul de ricin nu conține ricină, cu condiția să nu se producă contaminarea încrucișată în timpul producției sale.

Mai multe informații care le descriu sunt disponibile sub lista pentru Castor Bean, în sistemul Canadian de informații despre plantele otrăvitoare, prin amabilitatea lui Derek B. Munro.

mecanismul de acțiune toxică

au fost identificate multe proteine citotoxice dintr-o varietate de plante și sunt legate de ricină atât în structură,cât și în funcție. Ei inhibăsisteza proteinelor prin inactivarea specifică și ireversibilă a ribozomilor eucarioți.

aceste „proteine inactivatoare de ribozomi” (RIPs) sunt de obicei glicozilate, monomeri de 30 kDa (RIPs de tip 1). Cu toate acestea,pentru a se lega de galactozidele de suprafață celulară și a intra în citosol pentru a ajunge la ribozomi, acestea necesită un al doilea monomer, o lectină de 30 kDa care leagă galactoza. Themonomerii sunt uniți printr-o punte disulfidică pentru a forma heterodimerii toxici(rupturi de tip 2).

unele plante, cum ar fi grâul șiorzul, au doar 1RIPs de tip și nu sunt otrăvitoare, în timp ce altele, cum ar fi semințele de plante castorbean, conțin rupturile de tip 2 care se numără printre cele mai puternice citotoxine din natură. 5% din sămânța Ricinus constă din ricină și RCA (Ricinus communisaglutinin).

Ricina este un RIP heterodimeric de tip 2. Această enzimă de inactivare a ribozomilor (32kda), cunoscută și sub numele de lanț A, este legată printr-o legătură disulfură de lectina de legare a galactozei/n-acetilgalactozaminei (34 kDa), numită și lanțul B.

biosinteza ricinei

Ricina și RCA sunt sintetizate în celulele endospermice ale semințelor de maturare șisunt stocate într-un organet numit „corpul proteic”, un compartiment vacuolar. Când semințele mature germinează, toxinele sunt distruse prin hidrolizăîn câteva zile.

Ricina începe sinteza ca o prepropolipeptidă care conține atât lanțuri A, cât și lanțuri B. Secvența de semnal a terminusului NH3 vizează lanțul descendent la reticulul endoplasmatic (ER) și este apoi clivat. Pe măsură ce polipeptida proricinei se prelungește, este N-glicozilată în interiorlumenul ER. Izomerazele disulfidice de proteine catalizează formarea legăturii disulfidice pe măsură ce molecula de proricină se îndoaie. Proricina suferă modificări ulterioare ale oligozaharidelor în cadrul complexului Golgi și apoi este transportat în vezicule către corpurile proteice.

Ricina nu este activă catalitic până când nu este scindată proteolitic de anendopeptidază în corpurile proteice. Aceasta împarte polipeptida în lanțul A și lanțul B încă legat de o singură legătură disulfură. Deoarece ricina este inactivă până atunci, planta evită otrăvirea propriiribozomi în cazul în care o anumită proricină trece accidental în citosol în timpulsinteza și transportul.

acțiunea enzimatică a ricinei

ricina o porțiune a heterodimerului este enzima care leagă șidepurinează o adenină specifică a ARNr 28S. Adeninerarea ribozomului devine sandwich între două inele de tirozină în fisura catalitică a enzimei și este hidrolizată prin acțiunea enzimei xixcsn-glicozidază. Adenina țintă este o secvență specifică de ARN careconține bucla neobișnuită de tetranucleotidă, GAGA. Ricina este mai activăîmpotriva animalelor decât ribozomii plantelor, iar ribozomii bacterieni intacti nu sunt în general sensibili.

structura ricinei

această figură de la Lord și colab., descrie un desen de panglică 3-dimensional al ricinei,modelat din datele de cristalografie cu raze X.Jumătatea din dreapta sus, panglica punctată, este lanțul A, iar jumătatea inferioară din stânga, panglica solidă, este lanțul B.

lanțul A (sau RTA)este o proteină globulară de 267 aminoacizi. Are 8 helice Alpha și 8 foi beta. Locul de legare a substratului este cleftmarked de inelul adenină substrat.

lanțul B (sau RTB) este o proteină de 262 aminoacizi care are forma abarbell. Are un situs de legare pentru galactoză la fiecare capăt, (descris de lactoserings). Aceste două situri permit legarea hidrogenului la zaharurile membranare specifice (galactoză și N-acetil galactozamină). O punte disulfură (-S-S-) se alătură RTAwith RTB (extrema dreaptă, centru). Sferele sunt molecule de apă prinse.

absorbția ricinei

porțiunea RTB a ricinei se leagă atât de glicoproteine, cât și de glicolipide la suprafețele celulare care se termină cu galactoză. Are două situsuri de legare pentru galactoză și 106 până la 108 molecule de ricină se pot lega pe celulă. Cu toate acestea, doar o moleculă de singlericină care intră în citosol poate inactiva peste 1.500 de ribozomi perminute și ucide celula.

așa cum se arată în diagramă,cale pentru internalizarea ricinei implică:

1. endocitoză prin gropi și vezicule acoperite sau,
2. endocitozos prin gropi și vezicule netede. Veziculele fuzionează cu anendozom.
3. multe molecule de ricin sunt returnate la suprafața celulei prin exocitoză sau
4. veziculele se pot fuziona la lizozomi unde ricina ar fi distrusă.
5. dacă veziculele care conțin ricină fuzionează în rețeaua Trans Golgi (TGN), există încă o șansă ca acestea să revină la suprafața celulei.
6. acțiunea toxică va avea loc atunci când RTA, ajutat de RTB, pătrunde în Tgnmembrana și este eliberat în citosol.

Odată ajuns în citosol, RTA catalizează depurinarea ribozomilor,oprind sinteza proteinelor.

aplicațiile terapeutice ale Imunotoxinelor

Ricina poate fi direcționată către celule specifice, cum ar fi celulele canceroase, prin jugarea subunității RTA la anticorpi sau factori de creștere care leagă de preferință celulele nedorite. Aceste imunotoxine au funcționat foarte bine pentru aplicații in vitro, de exemplu transplanturi de măduvă osoasă. Deși nu au funcționat foarte bine în multe situații in vivo,progresul în acest domeniu de cercetare arată promisiuni pentru viitor.

Aplicații in VITRO

în procedurile de transplant de măduvă osoasă, IMUNOTOXINELE RTA au fost utilizate cu succes pentru a distruge limfocitele T din măduva osoasă prelevată de la donatori histocompatibili. Acest lucru reduce respingerea măduvei osoase donor, o problemă numită „boala grefă-vs-gazdă” (GVHD). În situații gvdh acute rezistente la steroizi, imunotoxinele RTA au ajutataleviază starea. De asemenea, în transplantul autolog de măduvă osoasă, un eșantion depacienții proprii măduva osoasă este tratată cu imunotoxine cu celule T anti-t pentru a distruge celulele T maligne în leucemiile și limfoamele celulelor T.

Aplicații in VIVO

„pentru tratamentul in vivo al tumorilor solide, pot apărea probleme considerabiledatorită accesului slab al imunotoxinei (IT) la masa tumorală; lipsa specificității IT, eterogenitatea celulelor tumorale, vărsarea antigenului, descompunerea sau clearance-ul rapid al IT și efectele secundare care limitează doza”. (Lord și colab.). O problemă comună întâlnită la pacienții internați tratați cu ricină-imunotoxine este „sindromul scurgerii vasculare”, încare fluidele se scurg din vasele de sânge care duc la hipoalbuminemie, greutate și edem pulmonar. „Eforturile de cercetare pentru extinderea și dezvoltareaimunotoxine și terapii pentru utilizarea clinică în cancer și SIDA continuă cu strategii care utilizează tehnologia ADN recombinant (Lord et al.).

ablația Toxigenică

toxigene

„Toxigenele sunt fuziuni ADN în care ADN – ul care codifică o toxină puternică, de exemplu RTA, este plasat sub controlul transcripțional al unui promotor și / sau potențiator specific țesutului sau stadiului de dezvoltare. Când este exprimat intracelular, produsul toxigen provoacă moartea celulelor. Introducerea și exprimarea atoxigenului la animale sau plante transgenice poate duce la specificarea tipului de celule, care poate fi utilizată pentru a

• studia liniile celulare de dezvoltare sau pentru a
• genera modele animale de boli degenerative.”(Domnul și colab.)

transportul suicidului

diagrama arată injectarea ricinei în nervul vagal și distrugerea ulterioară a neuronilor (neuronii punctați distruși, neuronii solizi neafectați).

Neurologii pot distruge selectiv neuronii prin injectarea ricinei în nervi. Mecanismele de transport axonal retrograd aduc toxina la celulele neuronale unde sunt localizate ribozomii.

analiza ultrastructurală arată că ricina provoacă mai întâi dispersia poliribozomilor, iar apoi reticulul endoplasmatic dur se dezorganizează în veziculele netede. Corpurile celulare (perikaryon) se umflă, nucleele degenereazăși întregul neuron se dezintegrează.

deoarece ricina este o lectină care leagă N-acetil galactozamina, poate fi utilizată cudiferite lectine care au specificități diferite tomap modele neuronale de glicozilare. Când se observă transportul suicidului după injectarea de toxină, aceasta confirmă prezența reziduurilor de N-acetil galactozamină pesuprafața celulelor neuronale. Strategiile în transportul suicidului funcționează foarte bine înstudiile neuronilor senzoriali și motori periferici adulți, deoarece sunt sensibili la ricină.

neuronii din sistemul nervos central al adulților sunt rezistenți la ablația byricinei, în timp ce creierul tânăr în curs de dezvoltare este sensibil, sugerând că dezvoltarea creierului implică modificări ale glicozilării neuronilor SNC. Reziduurile galactoseterminale pot fi tăiate sau mascate prin adăugarea de acizi sialici.

în experimentele de transport sinucigaș, de multe ori unele scurgeri de ricină din nerv, provocând otrăvirea sistemică a animalului. Această problemă poate fievitat prin administrarea simultană a unui antiser de ricin.

valoarea utilizării strategiilor de transport sinucigaș este rezumată (de la Wileyand Oeltmann):

• cartografierea anatomică a neuronilor
• modelarea bolilor degenerative ale neuronilor motori
• studierea consecințelor leziunilor și reparațiilor nervilor periferici
• cartografierea receptorilor neurotransmițători celulari
• aplicații legate de boală, inclusiv
  • eradicarea virusului herpes simplex latent în neuronii trigemeni
  • producerea și analiza fasciculelor fibrilare gliale
  • tratamentul neuromelor ecvine

Alber, J. I. și D. M. Alber. (1993) Plante de apartament pentru copii și flori tăiate: Un ghid pentru păstrarea copiilor și a plantelor în siguranță sub același acoperiș.Story Communications Inc., Pownal, Vermont.

Cooper, M. R. și A. W. Johnson. (1994) plante otrăvitoare și ciuperci:un ghid ilustrat. CAB Biroul Internațional de sănătate animală, Weybridge; Londra.Czapla, T. H. și I. A. Johnston. (1990) efectul lectinelor vegetale asupra dezvoltării larvare a sondei europene de porumb (Lepidoptera:pyralidae) și a viermei rădăcinoase de porumb sudic (Coleoptera:chrysomelidae). J. Econ. Enomol, Lanham, Md.: Societatea entomologică din America, 83 (6):2480-2485.

Frankel, A. E., (1993) terapia cu Imunotoxină a cancerului. Oncologie( Huntington), 7(5): 69-78; discuție79-80, 83-6.

Knight, B. (1979) Ricina-o otravă ucigașă puternică. Br. Med. J. 278: 350-351.

Lord, J. M., Roberts, L. M. și J. D. Robertus. (1994). FASEB J. februarie; 8(2): 201-8.Matthews, R. W. și J. R. Matthews (1978). Comportamentul insectelor, pub. Wileyand Sons, Inc. New York, PP. 507.

Okoye, JOA, Enunwaonye, CA. Okorie, A. U. și F. O. I. Anugwa (1987).Efectele patologice ale hrănirii făinii de ricin prăjită Ricinus communis tochicks. Patol Aviar. 16(2):283-290.

Olaifa, J. I., Matsumura,F., Zeevaart, J. A. D., Mullin, C >a> și P. Charalambous. (1991) cantități letale de ricinină în aphidsmyzus-persicae suzler hrănite cu plante de fasole de ricin. Plante Sci. (Limerick), 73(2): 253-256.Purushotham, N. P., Rao, MS și G. V. Raghavan (1986). Utilizarea decastor-făină în amestecul concentrat de oi. Indian J. Anim. Sci.56(10):1090-1093.Robertus, J. D. (1988). Structura Toxinei. Tratamentul Cancerului. 37:11-24.Robertus, J. D. (1991) structura și acțiunea ricinei, o citotoxicn-glicozidază. Sem. în celula Biol. 2:23-30.

Vitetta, E. S. și P. E. Thorpe, (1991) Imunotoxine care conțin ricin sau lanț itsA, Sem. în celula Biol. 2:47-58.

Wiley, R. G. și T. N. oeltmann, (1991) Ricina și toxinele vegetale conexe:mecanisme de acțiune și aplicații neurobiologice; în, manualul toxinelor naturale, Vol.6, ed. R. F. Keeler și A. T. Tu, Marcel Dekker, Inc. New York.