Абрин
| Абрин-а | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Идентификаторы | |||
| Организм | |||
| Символ | ? | ||
| Номер CAS | 1393-62-0 | ||
| ЮниПрот | P11140 | ||
| |||
| Идентификаторы | |
|---|---|
| ХимическийПаук |
|
| КЕГГ | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Число | 3462 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Абрин представляет собой чрезвычайно токсичный токсальбумин, обнаруженный в семенах гороха розария (или гороха джекирити), Abrus precatorius . Его средняя смертельная доза составляет 0,7 микрограмма на килограмм массы тела при внутривенном введении мышам (примерно в 3,86 раза более токсична, чем рицин , и составляет 2,7 микрограмма на килограмм). [1] Средняя токсическая доза для человека колеблется от 10 до 1000 микрограммов на килограмм при приеме внутрь и составляет 3,3 микрограмма на килограмм при вдыхании. [2]
Абрин – это белок, ингибирующий рибосомы, подобный рицину , токсину, который можно найти в семенах клещевины . [3] и пульчеллин , токсин, который можно найти в семенах Abrus pulchellus . [4] Абрин классифицируется как « избранный агент » В соответствии с законодательством США .
Возникновение
[ редактировать ]Абрин в природе образуется только из гороха розария. Ярко окрашенные семена этого растения содержат около 0,08% абрина. Токсин находится внутри семян, и его высвобождение предотвращается семенной кожурой. Если семенная оболочка повреждена или разрушена (например, при жевании), может произойти выделение токсина.
Физические свойства
[ редактировать ]Абрин – водорастворимый [5] лектин . Абрин в порошкообразном виде имеет желтовато-белый цвет. Это стабильное вещество, способное выдерживать экстремальные условия окружающей среды. [5] [6] Хотя он горюч , он не полимеризуется легко и не является особенно летучим . [6]
Биохимия
[ редактировать ]Химически абрин представляет собой смесь четырех изотоксинов: абрин-a ( P11140 ), -b ( Q06077 ), -c ( P28590 ) и -d ( Q06076 ). Иногда нетоксичный гемагглютинин Abrus precatorius ( Q9M6E9 ; AAG ) также включается в качестве пятого белка под общим названием «абрин».
Абрин-а является наиболее мощным из четырех изотоксинов, кодируется геном , не содержащим интронов , и состоит из двух субъединиц или цепей, А и В. Первичный продукт биосинтеза белка, препроабрин, состоит из последовательности сигнального пептида , аминокислотные последовательности субъединиц А и В и линкер. Молекула абрина-а содержит в общей сложности 528 аминокислот и имеет массу около 65 кДа. Абрин-а образуется после расщепления последовательности сигнального пептида и посттрансляционных модификаций, таких как гликозилирование и образование дисульфидного мостика в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). Остальные три абрина, а также агглютинин имеют сходную структуру.
По структуре абрин-а родствен лектину рицину , вырабатываемому в семенах Ricinus communis .
Использовать
[ редактировать ]Неизвестно, был ли Абрин использован в качестве оружия. [5] Однако из-за высокой токсичности и возможности переработки в аэрозоль использование абрина в качестве биологического оружия в принципе возможно. [7] Несмотря на это, горох четок дает лишь небольшое количество абрина, что снижает риск.
Горох-четок распространен в тропических регионах и иногда используется в качестве лекарственного растения при определенных заболеваниях. [8] Внешняя оболочка семени защищает его содержимое от желудка большинства млекопитающих, но иногда кожуру прокалывают, чтобы сделать украшения из бисера. Это может привести к отравлению, если проглотить семя или носить такое украшение на поврежденной коже. [6]
Было показано, что абрин действует как иммуноадъювант при лечении рака у мышей. [9]
Токсикология
[ редактировать ]Симптомы отравления абрином включают диарею , рвоту , колики , тахикардию и тремор . Смерть обычно наступает через несколько дней из-за почечной недостаточности , сердечной недостаточности и/или паралича дыхания .
Токсичность
[ редактировать ]Хотя не существует единого мнения относительно уровня смертельной дозы для человека после перорального приема, предполагается, что прием от 0,1 до 1 микрограмма на килограмм массы тела или употребление одного семени гороха четок может привести к летальному исходу. но эта информация недостаточно документирована. [7] По другим оценкам, значение ЛД 50 абрина составляет от 10 до 1000 мкг/кг и сопоставимо с таковым для рицина. [10] Тяжесть последствий отравления абрином варьируется в зависимости от способа воздействия вещества (вдыхание, проглатывание или инъекция). [5] [6] Воздействие абрина на кожу может вызвать аллергическую реакцию , проявляющуюся волдырями , покраснением , раздражением и болью. [6] однако нет никаких признаков токсичности после контакта с кожей.
Абрин значительно более токсичен при внутривенном введении. Полученные значения LD 50 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 до 0,3 мкг/кг внутривенного иммунотоксина абрина переносилось без развития серьезных симптомов токсичности.
Токсичность абрина увеличивается при вдыхании. У крыс ЛД 50 для этого пути введения составляет 3,3 мкг/кг. [12]
Токсикодинамика
[ редактировать ]Абрин похож на рицин тем, что он также представляет собой белок, инактивирующий рибосомы 2-го типа (RIP-II), с аналогичным механизмом действия, но эффект абрина более мощный, чем эффект рицина. [13] Токсическое действие абрина обусловлено внутриклеточным, многоступенчатым процессом. Абрин связывается с клетками организма и проникает в них, ингибируя синтез клеточных белков после транспортировки в эндоплазматический ретикулум (ЭР). Присоединяя свою неспецифически связывающуюся В-цепь, действующую как гаптомер, к углеводной цепи гликопротеина на поверхности клетки, молекула абрина прикрепляется к клетке и впоследствии поглощается. Однако как специфическое, так и неспецифическое связывание приводит к поглощению абрина посредством эндоцитоза , а также к активации А-цепи, вызванной расщеплением В-цепи. Активированная А-цепь абрина, эффектомер, затем проникает во внутренние части клетки, где отщепляет нуклеиновое основание аденина (А4324) от 28S рРНК большой рибосомальной субъединицы рибосомы на ЭР или рядом с ней, ингибируя регулярный процесс. синтеза клеточного белка. Без этих белков клетки не могут выжить. Это вредно для человеческого организма и при небольших воздействиях может привести к летальному исходу. Кроме того, абрин также может связываться с клетками, специфически несущими на своей поверхности рецептор маннозы; поскольку этот рецептор встречается в особенно высокой плотности на клетках ретикулогистиоцитарная система , именно на эту систему влияет токсичность абрина. [7]
Токсикокинетика
[ редактировать ]Информация о токсикокинетике абрина ограничена и дискутируется. Из-за его биохимических свойств и сходства с рицином считается, что абрин по крайней мере частично разлагается в желудочно-кишечном тракте . [14] Размер молекулы также ограничивает всасывание через желудочно-кишечный тракт. Тем не менее, многочисленные случаи смерти, вызванные употреблением семян гороха четки, подтверждают, что достаточное количество токсина может всасываться в системный кровоток через желудочно-кишечный тракт, чтобы вызвать смерть. [7]
абрина происходит накопление Исследования на мышах показывают, что после инъекции в печени , почках , селезенке , клетках крови, легких и сердце . Молекула выводится через почки после протеолитического расщепления. [15]
Признаки и симптомы воздействия абрина
[ редактировать ]Основные симптомы отравления абрином зависят от пути воздействия и полученной дозы, хотя в тяжелых случаях могут поражаться многие органы. Как правило, симптомы могут появиться от нескольких часов до нескольких дней после заражения. Первоначальные симптомы отравления абрином при вдыхании могут проявиться в течение 8 часов после воздействия, но более типичное течение составляет 18–24 часа; они могут оказаться смертельными в течение 36–72 часов. После приема абрина первые симптомы обычно возникают быстро, но их появление может занять до пяти дней. [6]
Более поздние признаки и симптомы воздействия вызваны цитотоксическим действием абрина, убивающим клетки почек, печени, надпочечников и центральной нервной системы. [6]
Вдыхание
[ редактировать ]В течение нескольких часов после вдыхания абрина общие симптомы включают лихорадку, кашель, раздражение дыхательных путей, чувство стеснения в груди , отек легких (избыточное накопление жидкости в легких) и тошноту . Это затрудняет дыхание (так называемое одышка ), а кожа может стать синей или черной, что приводит к состоянию, называемому цианозом , которое является симптомом гипоксии . Избыток жидкости в легких можно диагностировать с помощью рентгена или прослушивания грудной клетки с помощью стетоскопа . По мере прогрессирования воздействия абрина у человека может возникнуть потоотделение (сильное потоотделение), и жидкость может накапливаться дальше. У них может резко упасть кровяное давление , из-за чего кислород не достигнет мозга и других жизненно важных органов, что приведет к состоянию, называемому шоком , и может возникнуть дыхательная недостаточность , которая 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
[ редактировать ]Проглатывание любого количества абрина может привести к медленному развитию тяжелых симптомов. Ранние симптомы включают тошноту , рвоту , боль во рту, горле и пищеводе, диарею , дисфагию (проблемы с глотанием), спазмы и боль в животе . По мере прогрессирования симптомов в желудочно-кишечном тракте начинаются кровотечения и воспаления. У пострадавшего может возникнуть рвота с кровью ( гематемезис ), кровь в кале, что приводит к образованию черного смолистого стула, называемого меленой , а также к усилению внутреннего кровотечения. Потеря объема крови и воды из-за тошноты, рвоты, диареи и кровотечения приводит к падению артериального давления и началу повреждения органов, что можно увидеть по тому, что у человека появляется сонливость /сонливость, гематурия (кровь в моче), ступор , судороги , полидипсия (чрезмерная жажда) и олигурия (низкое выделение мочи). В конечном итоге это приводит к полисистемной недостаточности органов , гиповолемическому шоку , сосудистому коллапсу и смерти. [6]
Поглощение
[ редактировать ]Абрин может впитываться через поврежденную кожу или проникать через кожу, если его растворить в определенных растворителях. Его также можно вводить в виде небольших гранул и всасывать при попадании в глаза. Абрин в форме порошка или тумана может вызвать покраснение и боль в глазах (например, конъюнктивит ) в небольших 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 ), а также ухудшение зрения или слепоту . Достаточно большая доза может всасываться в кровоток и приводить к системной токсичности. [6]
Уход
[ редактировать ]Поскольку для абрина не существует противоядия , наиболее важным фактором является в первую очередь избежание воздействия абрина. Если воздействия невозможно избежать, наиболее важным фактором является как можно более быстрое выведение абрина из организма. Воздействие абрина можно предотвратить, если он присутствует в больших количествах, используя соответствующие средства индивидуальной защиты . Отравление абрином лечится поддерживающей терапией, чтобы свести к минимуму последствия отравления. Этот уход варьируется в зависимости от пути заражения и времени, прошедшего с момента заражения. При недавнем проглатывании использовать активированный уголь и промывание желудка можно . Использование рвотного средства (рвотного средства) не является полезным лечением. При попадании в глаза промывание глаз физиологическим раствором помогает удалить абрин. кислородная терапия , обеспечение проходимости дыхательных путей , вспомогательная вентиляция легких , мониторинг , внутривенное введение жидкости и восполнение электролитов . Важными компонентами лечения также являются [6]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гилл Д.М. (1982). «Бактериальные токсины: таблица смертельных количеств» . Микробиологические обзоры . 46 (1): 86–94. дои : 10.1128/ММБР.46.1.86-94.1982 . ПМК 373212 . ПМИД 6806598 .
- ^ Рудольф С. Джонсон и др. (март 2009 г.). «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 . ПМИД 19239732 .
- ^ 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 . ПМИД 15181663 . S2CID 20411255 .
- ^ Садрайан М., Гимарайнш Г.Ф., Араужо А.П., Уортилак Д.К., ЛеКур Л.Дж., Пинкус Ш.Х. (2017). «Селективная цитотоксичность нового иммунотоксина на основе А-цепи пульчеллина для клеток, экспрессирующих оболочку ВИЧ» . Научные отчеты . 7 (1): 7579. Бибкод : 2017НатСР...7.7579С . дои : 10.1038/s41598-017-08037-3 . ПМК 5548917 . ПМИД 28790381 .
- ^ Jump up to: а б с д «Факты об Абрине» . CDC.gov . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Архивировано из оригинала 28 сентября 2006 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к «База данных по безопасности и здоровью при реагировании на чрезвычайные ситуации: биотоксин: ABRIN – NIOSH» . cdc.gov . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Проверено 30 декабря 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с д 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 . ПМИД 15181663 . S2CID 20411255 .
- ^ «Индийские травы — Розарий гороховый» . iloveindia.com .
- ^ Сионоя Х., Араи Х., Коянаги Н., Отаке С., Кобаяши Х., Кодама Т., Като Х., Тунг Т.С., Лин Дж.Ю. (1982). «Индукция противоопухолевого иммунитета опухолевыми клетками, обработанными абрином». Исследования рака . 42 (7): 2872–76. ПМИД 7083176 .
- ^ Джонсон Р.К., Чжоу Ю., Джайн Р., Лемир С.В., Фокс С., Сабурен П., 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 . ПМИД 19239732 .
- ^ Фодстад О, Йоханнессен Й.В., Шервен Л., Пиль А. (1979). «Токсичность абрина и рицина у мышей и собак». Журнал токсикологии и гигиены окружающей среды . 5 (6): 1073–84. Бибкод : 1979JTEHA...5.1073F . дои : 10.1080/15287397909529815 . ПМИД 529341 .
- ^ 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. Бибкод : 1995InhTx...7..269G . дои : 10.3109/08958379509029098 .
- ^ Гриффитс Г.Д., Линдси С.Д., Апшолл 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 . ПМИД 8023336 .
- ^ Линь JY, Као CL, Тунг TC (1970). «Исследование влияния триптического переваривания на токсичность абрина». Тайвань И Сюэ Хуэй За Чжи. Журнал Формозской медицинской ассоциации . 69 (2): 61–3. ПМИД 5270832 .
- ^ Фодстад О, Олснес С, Пиль А (1976). «Токсичность, распространение и выведение канцеростатических лектинов абрина и рицина после парентерального введения мышам» . Бр Джей Рак . 34 (4): 418–425. дои : 10.1038/bjc.1976.187 . ПМК 2025264 . ПМИД 974006 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Абрин из Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- «Абрин: Биотоксин» . База данных по безопасности и здоровью при реагировании на чрезвычайные ситуации . Национальный институт безопасности и гигиены труда. 27 сентября 2018 г.
- «Кристаллическая структура абрина-А» . Протеопедия.