Абрин - Википедия - Abrin

Абрин-а
Абрин-а.png
Абрин-строение. В А цепочка показана синим цветом, а B цепочка оливкового цвета.
Идентификаторы
ОрганизмАбрус прекаторский
Символ?
Количество CAS1393-62-0
Абрин
Идентификаторы
ChemSpider
  • никто
КЕГГ
Номер RTECS
  • AA5250000
UNII
Номер ООН3462
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Абрин чрезвычайно токсичен токсальбумин найден в семенах четки гороховые (или гороховый), Абрус прекаторский. Оно имеет средняя токсическая доза 0,7 мкг на килограмм массы тела при внутривенном введении мышам (примерно в 31,4 раза токсичнее, чем рицин, составляя 22 микрограмма на килограмм).[1] Средняя токсическая доза для человека составляет от 10 до 1000 микрограмм на килограмм при приеме внутрь и составляет 3,3 микрограмма на килограмм при вдыхании.[2]

Абрин - это белок, ингибирующий рибосомы подобно рицин, токсин, который можно найти в семенах касторовое масло,[3] и пульчеллин, токсин, который можно найти в семенах Abrus pulchellus.[4] Абрин классифицируется как "Выбрать агента " под Закон США.

Вхождение

Абрин образуется в природе только из четок гороха. Ярко окрашенные семена этого растения содержат около 0,08% абрина. Токсин содержится в семенах, и его высвобождение предотвращается семенной оболочкой. Если оболочка семян повреждена или разрушена (например, при жевании), токсин может высвободиться.

Чётки гороха являются исходным растением абрина.

Физические свойства

Абрин - водорастворимый[5] лектин. Абрин в порошкообразном виде желтовато-белого цвета. Это стабильное вещество, способное выдерживать экстремальные условия окружающей среды.[5][6] Хотя это горючий, это не полимеризовать легко и не особо летучий.[6]

Биохимия

Химически абрин представляет собой смесь четырех изотоксинов, это абрин a, b, c и d. Иногда нетоксичный гемагглютинин Абрус прекаторский также включен как пятый белок под собирательным названием «абрин».

Сравнение аналогичных структур абрина-а (красный) и рицина (синий)

Абрин-а - самый мощный из четырех изотоксинов, кодируемый свободным от интронов ген, и состоит из двух субъединиц или цепей, А и В. Первичный продукт биосинтеза белка, препроабрин, состоит из сигнала пептидная последовательность, то аминокислота последовательности для субъединиц A и B и линкер. Молекула абрина-а состоит всего из 528 аминокислот и имеет массу около 65 кДа. Абрин-а образуется после расщепления последовательности сигнального пептида и посттрансляционные модификации Такие как гликозилирование и дисульфидный мостик формирование в эндоплазматический ретикулум (ER). По структуре абрин-а родственен лектину, рицин, произведенный в семенах Ricinus communis.

Использовать

Неизвестно, что Абрин был вооружен,[5] однако из-за его высокой токсичности и возможности переработки в аэрозоль, использование абрина в качестве биологического оружия в принципе возможно.[7] Несмотря на это, четки гороха выделяют небольшое количество абрина, что снижает риск.

Абрин естественным образом содержится в семенах четки гороховые, растение, распространенное в тропических регионах, которое иногда используется в качестве лечебного средства при определенных условиях.[8] В то время как внешняя оболочка семени защищает его содержимое от желудков большинства млекопитающих,[нужна цитата ] оболочки семян иногда прокалывают, чтобы сделать украшения из бисера. Это может привести к отравлению при проглатывании семени или при ношении таких украшений на поврежденной коже.[6] Было показано, что Абрин действует как иммуноадъювант при лечении рака у мышей.[9]

Токсикология

Симптомы отравления абрином включают: понос, рвота, колики, тахикардия и тремор. Смерть обычно наступает через несколько дней из-за почечная недостаточность, сердечная недостаточность, и / или респираторный паралич.

Токсичность

Хотя нет единого мнения относительно уровня летальной дозы для людей после перорального приема, предполагается, что потребление от 0,1 до 1 микрограмма на килограмм массы тела или потребление одного семени четки гороха может быть фатальным. но эта информация недостаточно документирована.[7] По другим оценкам, LD50 Значение абрина составляет от 10 до 1000 мкг / кг и сопоставимо с рицином.[10] Тяжесть последствий отравления абрином варьируется в зависимости от способа воздействия вещества (вдыхание, проглатывание или инъекция).[5][6] Воздействие абрина на кожу может вызвать аллергическая реакция, указано волдыри, покраснение, раздражение, и боль,[6] однако нет никаких доказательств токсичности после контакта с кожей.

Абрин значительно более токсичен при внутривенном введении. LD50 Полученные значения варьируются от 0,03 до 0,06 мкг / кг у кроликов и от 1,25 до 1,3 мкг / кг у собак, в зависимости от вида.[11] В клинических исследованиях с участием онкологических больных дозировка иммунотоксина абрина внутривенно до 0,3 мкг / кг переносилась без развития серьезных симптомов токсичности.

Токсичность абрина также увеличивается при его вдыхании. У крыс LD50 для этого пути введения составляет 3,3 мкг / кг.[12]

Токсикодинамика

По своему механизму действия абрин напоминает рицин, кроме того, как и рицин, абрин является белком, инактивирующим рибосомы 2 типа (RIP-II), однако его действие более сильное по сравнению с рицином.[13] Токсический эффект абрина обусловлен внутриклеточным многоступенчатым процессом. Абрин работает, связываясь с клетками организма и проникая в них, подавляя синтез клеточного белка после его транспортировки в эндоплазматический ретикулум (ER). Присоединяя свою неспецифически связывающую В-цепь, которая действует как гаптомер, к углеводной цепи гликопротеина на поверхности клетки, молекула абрина прикрепляется к клетке и впоследствии поглощается, однако в результате происходит как специфическое, так и неспецифическое связывание. в поглощении абрина через эндоцитоз, а также активация A-цепи, вызванная расщеплением B-цепи. Активированная цепь A абрина, эффектомер, затем проникает во внутренние части клетки, где отщепляет азотистое основание аденина (A4324) от 28S рРНК большой рибосомной субъединицы рибосомы на или рядом с ER, подавляя регулярный процесс синтеза клеточного белка. Без этих белков клетки не могут выжить. Это вредно для человеческого организма и может быть смертельным даже при небольшом воздействии. Кроме того, абрин может также связываться с клетками, специфически несущими рецептор маннозы на своей клеточной поверхности, поскольку этот рецептор обнаруживается в особенно высокой плотности на клетках ретикулогистиоцитарная система, система, на которую, в частности, влияет токсичность абрина.[7]

Токсикокинетика

Информация, касающаяся токсикокинетика абрина ограничен и также не согласен. Считается, что из-за его биохимических свойств и сходства с рицином, абрин по крайней мере частично разлагается в желудочно-кишечный тракт.[14] Размер молекулы также ограничивает всасывание через желудочно-кишечный тракт. Тем не менее, многочисленные смертельные случаи, вызванные употреблением семян гороха четок, подтверждают, что по крайней мере небольшая часть токсина может абсорбироваться в системный кровоток через желудочно-кишечный тракт.[7]

Исследования на мышах показывают, что абрин накапливается после инъекция, в печень, почки, селезенка, кровяные клетки, легкие и сердце. Молекула выводится через почки с мочой после протеолитического расщепления.[15]

Признаки и симптомы воздействия абрина

Основные симптомы отравления абрином зависят от пути воздействия и полученной дозы, хотя в тяжелых случаях могут быть поражены многие органы. Как правило, симптомы могут появиться от нескольких часов до нескольких дней после заражения. Начальные симптомы отравления абрином при вдыхании могут проявиться в течение 8 часов после воздействия, но более типичный период времени составляет 18–24 часа; они могут оказаться смертельными в течение 36–72 часов. После приема абрина начальные симптомы обычно возникают быстро, но могут появиться до пяти дней.[6]

Более поздние признаки и симптомы воздействия вызваны цитотоксическим действием абрина, убивающим клетки в почках, печени, надпочечниках и центральной нервной системе.[6]

Вдыхание

В течение нескольких часов после вдыхания абрина общие симптомы включают жар, кашель, раздражение дыхательных путей, стеснение в груди, отек легких (избыток жидкости скопился в легких) и тошнота. Это затрудняет дыхание (так называемое одышка ), и кожа может стать синей или черной в состоянии, называемом цианоз, что является признаком гипоксия. Избыток жидкости в легких можно диагностировать по рентгеновский снимок или слушая сундук с стетоскоп. По мере того, как прогрессирует абрин, человек может стать потогонный (сильное потоотделение), и жидкость может накапливаться дальше. Их артериальное давление может резко упасть, препятствуя попаданию кислорода в мозг и другие жизненно важные органы в состоянии, называемом шок, и нарушение дыхания может произойти, что может привести к летальному исходу в течение 36–72 часов. Если воздействие абрина при вдыхании не смертельно, дыхательные пути могут стать сенсибилизированными или раздраженными.[6]

Проглатывание

Проглатывание любого количества абрина может вызвать серьезные симптомы. Ранние симптомы включают: тошнота, рвота, боль во рту, горле и пищеводе, понос, дисфагия (проблемы с глотанием) и спазмы и боли в животе. По мере прогрессирования симптомов в желудочно-кишечном тракте начинается кровотечение и воспаление. Пострадавшего человека может рвать кровью (гематемезис ), в фекалиях есть кровь, из-за которой стул становится черным, смолистым. Мелена и большее внутреннее кровотечение. Потеря объема крови и воды из-за тошноты, рвоты, диареи и кровотечения приводит к падению артериального давления и началу повреждения органов, что можно увидеть, когда человек начинает страдать. сонливость /сонливость, гематурия (кровь в моче), ступор, судороги, полидипсия (чрезмерная жажда) и олигурия (низкое выделение мочи). В конечном итоге это приводит к полиорганная недостаточность, гиповолемический шок, сосудистый коллапс, и смерть.[6]

Абсорбция

Абрин может абсорбироваться через поврежденную кожу или через кожу, если растворен в определенных растворителях. Его также можно вводить небольшими таблетками и впитывать при попадании в глаза. Абрин в виде порошка или тумана может вызвать покраснение и боль в глазах (т.е. конъюнктивит ) в малых дозах. Небольшие дозы, попавшие через глаза, также могут вызвать слезотечение (слезотечение ). Более высокие дозы могут вызвать повреждение тканей, сильное кровотечение в задней части глаза (кровоизлияние в сетчатку ), и нарушение зрения или же слепота. Достаточно большая доза может попасть в кровоток и привести к системной токсичности.[6]

Уход

Потому что нет противоядие существует для абрина, наиболее важным фактором является в первую очередь предотвращение воздействия абрина. Если невозможно избежать воздействия, наиболее важным фактором является как можно быстрее удалить абрин с тела или выйти из него. Воздействие абрина можно предотвратить, если оно присутствует в больших количествах, надев соответствующие средства индивидуальной защиты. Отравление Абрином лечится поддерживающая терапия для минимизации последствий отравления. Этот уход зависит от пути воздействия и времени после воздействия. При недавнем проглатывании введение активированный уголь и промывание желудка оба варианта. Использование рвотных средств (рвотных средств) не является эффективным лечением. В случае попадания в глаза промывание глаза физиологическим раствором помогает удалить абрин. Кислородная терапия, управление дыхательными путями, вспомогательная вентиляция легких, мониторинг, Внутривенное введение жидкости, и электролит Замена также являются важными составляющими лечения.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Джилл Д.М. (1982). «Бактериальные токсины: таблица летальных количеств». Микробиологические обзоры. 46 (1): 86–94. Дои:10.1128 / MMBR.46.1.86-94.1982. ЧВК  373212. PMID  6806598.
  2. ^ Рудольф С. Джонсон; и другие. (Март 2009 г.). «Количественная оценка L-абрина в моче человека и крысы: биомаркер токсина абрина» (PDF). Журнал аналитической токсикологии. 33 (2): 77–84. Дои:10.1093 / jat / 33.2.77. PMID  19239732.
  3. ^ Дикерс К.Дж., Брэдберри С.М., Райс П., Гриффитс Г.Д., Вейл Дж.А. (2003). «Отравление Абрином». Токсикологические обзоры. 22 (3): 137–42. Дои:10.2165/00139709-200322030-00002. PMID  15181663. S2CID  20411255.
  4. ^ Садреян М., Гимараеш Г.Ф., Арауджо А.П., Уортилейк Д.К., ЛеКур Л.Дж., Пинкус С.Х. (2017). «Селективная цитотоксичность нового иммунотоксина на основе цепи А пульчеллина для клеток, экспрессирующих оболочку ВИЧ». Научные отчеты. 7 (1): 7579. Bibcode:2017НатСР ... 7.7579S. Дои:10.1038 / s41598-017-08037-3. ЧВК  5548917. PMID  28790381.
  5. ^ а б c d "Факты об Абрине". Центры по контролю и профилактике заболеваний. Архивировано из оригинал 28 сентября 2006 г.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j k "CDC - База данных по безопасности и охране здоровья при чрезвычайных ситуациях: Биотоксин: ABRIN - NIOSH". www.cdc.gov. Получено 2015-12-30.
  7. ^ а б c d Дикерс, К. Дж .; Bradberry, S.M .; Rice, P .; Griffiths, G.D .; Вейл, Дж. А. (2003). «Отравление Абрином». Токсикологические обзоры. 22 (3): 137–42. Дои:10.2165/00139709-200322030-00002. PMID  15181663. S2CID  20411255.
  8. ^ "Индийские травы - Чётки гороховые".
  9. ^ Шионоя, H; Arai, H; Koyanagi, N; Отаке, S; Кобаяши, H; Кодама, Т; Като, Н; Тунг, ТС; Лин, JY (1982). «Индукция противоопухолевого иммунитета опухолевыми клетками, обработанными абрином». Исследования рака. 42 (7): 2872–76. PMID  7083176.
  10. ^ Johnson, R.C .; Zhou, Y .; Jain, R .; Lemire, S.W .; Fox, S .; Sabourin, P .; Барр, Дж. Р. (2009). «Количественное определение L-абрина в моче человека и крысы: биомаркер токсина абрина». Журнал аналитической токсикологии. 33 (2): 77–84. Дои:10.1093 / jat / 33.2.77. PMID  19239732.
  11. ^ Fodstad, O .; Johannessen, J. V .; Schjerven, L .; Пиль, А. (1979). «Токсичность абрина и рицина у мышей и собак». Журнал токсикологии и гигиены окружающей среды. 5 (6): 1073–84. Дои:10.1080/15287397909529815. PMID  529341.
  12. ^ Гриффитс Г.Д., Райс П., Алленби А.С. и др. (1995). «Ингаляционная токсикология и гистопатология токсинов рицина и абрина». Вдыхать токсикол. 7 (2): 269–288. Дои:10.3109/08958379509029098.
  13. ^ Griffiths, G.D .; Lindsay, C.D .; Апшалл, Д. Г. (1994). «Исследование токсичности некоторых белковых токсинов растительного происхождения с использованием эндотелиальных клеток легких крупного рогатого скота». Токсикология. 90 (1–2): 11–27. Дои:10.1016 / 0300-483X (94) 90201-1. PMID  8023336.
  14. ^ Lin, J. Y .; Kao, C.L .; Тунг, Т. С. (1970). «Исследование влияния триптического переваривания на токсичность абрина». Тайвань Yi Xue Hui Za Zhi. Журнал медицинской ассоциации Formosan. 69 (2): 61–3. PMID  5270832.
  15. ^ Fodstad Ø, Olsnes S, Pihl A (1976). «Токсичность, распространение и устранение канцеростатических лектинов абрина и рицина после парентеральной инъекции мышам». Br J Рак. 34 (4): 418–425. Дои:10.1038 / bjc.1976.187. ЧВК  2025264. PMID  974006.

внешняя ссылка