Рафид - Википедия - Raphide

Raphides в Эпипремнум Дьявольский плющ (Увеличение 600x)

Raphides (произносится как răfədēz, единственное число raphide (rāfĭd) или raphis) - игольчатые кристаллы оксалат кальция моногидрат (призматический моноклинический кристаллы) или карбонат кальция как арагонит (дипирамидальный ромбический кристаллы), встречающиеся в более чем 200 семействах растений. Оба конца игольчатые, но рафиды имеют тенденцию быть тупыми на одном конце и острыми на другом.

Оксалат кальция в растениях

Raphides в Hypoestes phyllostachya, растение в горошек

Многие растения накапливают кристаллы оксалата кальция в ответ на избыток кальция, который содержится в окружающей среде. Кристаллы изготавливаются самых разнообразных форм. Морфология кристаллов зависит от таксономической группы растения. В одном исследовании более 100 видов было обнаружено, что оксалат кальция составляет 6,3% от сухой массы растений.[1] Морфология кристаллов и распределение рафидов (в корнях, листьях, клубнях и т. Д.) Сходны для некоторых таксонов, но различаются для других, оставляя возможные возможности для определения основных характеристик растений и систематической идентификации; Однако слизь в рафидсодержащих клетках затрудняет световую микроскопию. Мало что известно о механизмах секвестрации или о причинах накопления рафидов, но, скорее всего, это защитный механизм против травоядных. Также было высказано предположение, что в некоторых случаях рафиды могут способствовать формированию структуры скелета растений. Рафиды обычно встречаются в паренхима клетки в надземных органах, особенно в листьях, и обычно ограничиваются мезофиллом. По мере увеличения площади листа увеличивается и количество рафидов, причем процесс начинается даже с молодых листьев. Первые признаки того, что клетка будет содержать кристаллы, проявляются, когда клетки увеличиваются за счет более крупного ядра.[2]

Рафиды находятся в специализированных растительных клетках или кристаллических камерах, называемых идиобласты.[3] Электронные микрофотографии показали, что игольчатые кристаллы рафида обычно имеют четырехстороннюю или Н-образную форму (с бороздками по обеим сторонам) или шестиугольное поперечное сечение, а некоторые из них имеют зазубрины. Wattendorf (1976) предположил, что все рафиды с круглыми сечениями, видимые в световой микроскоп, вероятно, имеют гексагональное сечение.[4] Гексагональные кристаллы, описанные Ваттендорфом в Агава американская очевидно были оксалатом кальция.[5]

Микроскопия с использованием поляризованного света показывает яркую опалесценцию с рафидами.

Растения любят Традесканция паллида также накапливают кристаллы оксалата кальция в ответ на стресс от тяжелых металлов.

Вредное воздействие

Рафиды могут вызывать серьезные токсические реакции, облегчая прохождение токсина через кожу травоядных, когда ткань, содержащая рафиды, также содержит токсины. Смертельная доза для мышей составляет около 15 мг / кг.[6] Рафиды кажутся защитным механизмом от хищников растений,[7] поскольку они могут разорвать и повредить мягкие ткани горла или пищевода хищника, который жует листья растения.[8][9] Ядовитый процесс состоит из двух стадий: механического укола и введения вредной протеазы. Обычно употребление в пищу растений, содержащих рафиды, например тех, которые распространены в некоторых комнатных растениях, может вызвать немедленное онемение с последующим появлением болезненных ощущений. отек, образование пузырьков и дисфагия сопровождается болезненным покалыванием и жжением во рту и горле с симптомами, продолжающимися до двух недель.[10] Высшим приоритетом являются оценка и лечение дыхательных путей, а также обширная ирригация и анальгетики при воздействии на глаза.

Рафиды обычно не разрушаются кипячением; для этого требуется кислая среда или химические растворители, такие как эфир. Растения, содержащие большое количество рафидов, обычно едкие и невкусные. Однако не всегда можно обнаружить присутствие рафидов только по вкусу. В некоторых клубнях, например Индийская репа которые содержат большое количество рафидов, корни не являются неприятными при приготовлении, потому что рафиды связаны в матрице из крахмала, которая не позволяет языку ощущать их присутствие. Некоторые другие растения хранят рафиды в клейкой среде и также не имеют едкого вкуса.[3]

Растения, содержащие рафиды

Общие имена различаются. Следующий список неполный. Рафиды встречаются у многих видов в семьях Araceae и Коммелиновые, но также встречаются у некоторых видов в ряде других семейств.

Актинидиевые:

Amaranthaceae:

Araceae:

Аралиевые:

Арековые:

Спаржевые:

Bromeliaceae:

Коммелиновые:

Onagraceae:

Polygonaceae:

Rubiaceae:

Vitaceae:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уэбб, М.А. (1999). «Клеточная кристаллизация оксалата кальция в растениях». Растительная клетка онлайн. 11 (4): 751–761. Дои:10.1105 / tpc.11.4.751. ЧВК  144206. PMID  10213791.
  2. ^ Хорнер-младший, Х.Т .; Уитмойер, Р. Э. (1972). «Развитие кристаллических клеток рафида в листьях Psychotria punctata (Rubiaceae)» (PDF). Журнал клеточной науки. 11 (2): 339–55. PMID  4342516.
  3. ^ а б Вебер, Р. А. (1891). "Рафид, причина едкости некоторых растений". Журнал Американского химического общества. 13 (7): 215–217. Дои:10.1021 / ja02124a034. Также, Дои:10.1038 / Scientificamerican11211891-13242csupp
  4. ^ Ваттендорф, Иоахим (1976). «Третий тип кристаллов рафида в царстве растений: шестигранные рафиды с ламинированными оболочками из Agave americana L». Planta. 130 (3): 303–11. Дои:10.1007 / BF00387837. PMID  24424644. S2CID  22882070.
  5. ^ В соответствии с этот абстрактный в База данных ядовитых растений FDA Агава американская содержит кристаллы оксалата кальция, едкие масла, сапонины, и другие соединения.
  6. ^ Wu, H; Чжун, Л. Ю. (2008). «Исследование раздражения кристаллов оксалата кальция в растениях Araceae». Чжунго Чжун Яо За Чжи (на китайском языке). 33 (4): 380–4. PMID  18533491.
  7. ^ Arnott, H.J .; Уэбб, М.А. (2000). «Двойные рафиды оксалата кальция в винограде (Vitis): значение для стабильности и функции кристаллов». Международный журнал наук о растениях. 161 (1): 133–142. Дои:10.1086/314230. JSTOR  3080127. PMID  10648203.
  8. ^ «Центр борьбы с отравлениями животных: Таро». ASPCA.
  9. ^ «Отравление растениями - кристаллы оксалата кальция». Правильный диагноз от Healthgrades.
  10. ^ Уотсон, Джон Т .; Джонс, Родерик С .; Систон, Алисия М .; Diaz, Pamela S .; Гербер, Сьюзен I .; Кроу, Джон Б.; Зацгер, Р. Дуэйн (2005). «Вспышка болезней пищевого происхождения, связанных с растительным материалом, содержащим рафиды». Клиническая токсикология. 43 (1): 17–21. Дои:10.1081 / CLT-44721. PMID  15732442. S2CID  388923.