Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Абрин-а
Абрин-а.png
Структура Абрина -а ( PDB : 1ABR ). Цепи показаны синим цветом и B цепи в оливковом. Один пептид расщепляется на две цепи.
Идентификаторы
ОрганизмАбрус прекаторский
Символ?
Количество CAS1393-62-0
UniProtP11140
Ищи
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро
Абрин
Идентификаторы
ChemSpider
  • никто
КЕГГ
Номер RTECS
  • AA5250000
UNII
Номер ООН3462
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Абрин - это чрезвычайно токсичный токсальбумин, который содержится в семенах гороха четки (или гороха желтого цвета), Abrus precatorius . Он имеет срединную токсическую дозу 0,7 мкг на килограмм массы тела при введении мышам внутривенно (примерно 31,4 раз более токсичным , чем рицин , будучи 22 микрограмм 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 является рибосома ингибирования белка , как рицин , токсин , который может быть найден в семенах клещевины , [3] и pulchellin , токсин , который может быть найден в семенах Abrus pulchellus . [4] Абрин считается « избранным агентом » в соответствии с законодательством США .

Возникновение [ править ]

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 [ править ]

Абрин - водорастворимый [5] лектин . Абрин в порошкообразном виде желтовато-белого цвета. Это стабильное вещество, способное выдерживать экстремальные условия окружающей среды. [5] [6] Хотя он горюч , он нелегко полимеризуется и не является особенно летучим . [6]

Биохимия [ править ]

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 собирательным названием «абрин».

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

Абрин-а является наиболее мощным из четырех изотоксинов, кодируемых безинтронным геном , и состоит из двух субъединиц или цепей, А и В. Первичный продукт биосинтеза белка, препроабрин, состоит из последовательности сигнального пептида , аминокислотные 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 посттрансляционных модификаций, таких как гликозилирование и образование дисульфидного мостика в эндоплазматическом ретикулуме (ER). Остальные три абрина, а также агглютинин имеют аналогичную структуру.

По структуре абрин-а родственен лектину рицину , который вырабатывается семенами Ricinus communis .

Используйте [ редактировать ]

Неизвестно, что Абрин использовался в качестве оружия, [5] однако из-за его высокой токсичности и возможности превращения 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 гороха , растения, распространенного в тропических регионах, которое иногда используется в качестве лечебного средства при определенных условиях. [8] В то время как внешняя оболочка семени защищает содержимое от желудков большинства млекопитающих, [ править ] семенные оболочки иногда проколоты сделать бисерные украшения. 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 [ править ]

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 [ править ]

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, значение LD 50 абрина составляет от 10 до 1000 мкг / кг и сравнимо с рицином. [10] Тяжесть последствий отравления абрином различается в зависимости от способа воздействия вещества (вдыхание, проглатывание или инъекция). [5] [6] Воздействие абрина на кожу может вызвать аллергическую реакцию , проявляющуюся в виде волдырей и покраснения., раздражение и боль, [6] однако нет никаких доказательств 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, внутривенное введение абрина иммунотоксина до 0,3 мкг / кг переносилось без развития серьезных симптомов токсичности.

Токсичность абрина также увеличивается при его вдыхании. У крыс LD 50 для этого пути введения составляет 3,3 мкг / кг. [12]

Токсикодинамика [ править ]

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 посредством эндоцитоза, а также активация A-цепи, вызванная расщеплением B-цепи. Активированная цепь A абрина, эффектомер, затем проникает во внутренние части клетки, где отщепляет адениновое (A4324) азотистое основание от 28S рРНК большой рибосомной субъединицы рибосомы на или рядом с ER, ингибируя 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 с особенно высокой плотностью на клетках ретикулогистиоцитарной системы , системы , на которую, в частности, влияет токсичность абрина. [7]

Токсикокинетика [ править ]

Информация о токсикокинетике абрина ограничена, и с ней также не согласны. Считается, что из-за своих биохимических свойств и сходства с рицином абрин, по крайней мере, частично разлагается в желудочно-кишечном тракте . [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 животных показывают, что после инъекции абрин накапливается в печени , почках , селезенке , клетках крови, легких и сердце . Молекула выводится через почки с мочой после протеолитического расщепления. [15]

Признаки и симптомы воздействия абрина [ править ]

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 [ править ]

В течение нескольких часов после вдыхания абрина общие симптомы включают лихорадку, кашель, раздражение дыхательных путей, стеснение в груди , отек легких (избыток жидкости, накопленный в легких) и тошноту . Это затрудняет дыхание (это называется одышкой ), а кожа может стать синей или черной в состоянии, называемом цианозом , которое является симптомом гипоксии . Избыток жидкости в легких можно диагностировать с помощью рентгена или прослушивания грудной клетки с помощью стетоскопа . По мере прогрессирования абрина человек может стать потогонным (сильно потеть), и жидкость может накапливаться дальше. Их кровяное давлениеможет резко упасть, препятствуя попаданию кислорода в мозг и другие жизненно важные органы в состоянии, называемом шоком , и может возникнуть дыхательная недостаточность , которая может быть фатальной в течение 36-72 часов. Если воздействие абрина при вдыхании не смертельно, дыхательные пути могут стать сенсибилизированными или раздраженными. [6]

Проглатывание [ править ]

Проглатывание любого количества абрина может привести к серьезным симптомам. 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 начинается кровотечение и воспаление. У пострадавшего может быть рвота с кровью ( гематемезис ), кровь в кале, которая создает черный дегтеобразный стул, называемый мелена , и усиление 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, когда у человека начинаетсясонливость / сонливость, гематурия (кровь в моче), ступор , судороги , полидипсия (чрезмерная жажда) и олигурия (низкая продукция мочи). В конечном итоге это приводит к полиорганной недостаточности , гиповолемическому шоку , сосудистому коллапсу и смерти. [6]

Поглощение [ править ]

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 (например, конъюнктивит ) в малых дозах. Небольшие дозы, абсорбированные через глаза, также могут вызвать 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 попасть в кровоток и привести к системной токсичности. [6]

Лечение [ править ]

Поскольку противоядия для абрина не существует, 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. Присутствие абрина в больших количествах можно предотвратить, надев соответствующие средства индивидуальной защиты . Отравление абрином лечится с помощью поддерживающей терапии, чтобы минимизировать последствия отравления. Этот уход зависит от пути воздействия и времени после воздействия. При недавнем проглатывании введение активированного угля 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 проходимостью дыхательных путей , вспомогательная вентиляция , мониторинг , внутривенное введение жидкости и замещение электролитов также являются важными компонентами лечения. [6]

См. Также [ править ]

  • Европейская омела
  • Рицин

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Gill DM (1982). «Бактериальные токсины: таблица летальных количеств» . Микробиологические обзоры . 46 (1): 86–94. DOI : 10.1128 / MMBR.46.1.86-94.1982 . PMC  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. DOI : 10.1093 / JAT / 33.2.77 . PMID 19239732 .  
  3. ^ Dickers KJ, Bradberry С.М., Райс P, Гриффитс GD, Vale JA (2003). «Отравление Абрином». Токсикологические обзоры . 22 (3): 137–42. DOI : 10.2165 / 00139709-200322030-00002 . PMID 15181663 . S2CID 20411255 .  
  4. ^ Sadraeian M, Guimaraes GF, Araujo AP, Worthylake DK, LeCour LJ, Pincus SH (2017). «Селективная цитотоксичность нового иммунотоксина на основе цепи А пульчеллина для клеток, экспрессирующих оболочку ВИЧ» . Научные отчеты . 7 (1): 7579. Bibcode : 2017NatSR ... 7.7579S . DOI : 10.1038 / s41598-017-08037-3 . PMC 5548917 . PMID 28790381 .  
  5. ^ a b c d "Факты об Абрине" . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Архивировано из оригинала на 2006-09-28.
  6. ^ a b c d e f g h i j k "CDC - База данных по безопасности и охране здоровья при чрезвычайных ситуациях: Биотоксин: ABRIN - NIOSH" . www.cdc.gov . Проверено 30 декабря 2015 .
  7. ^ a b c d Дикерс, KJ; Брэдберри, С. М.; Rice, P .; Griffiths, GD; Вейл, Дж. А. (2003). «Отравление Абрином». Токсикологические обзоры . 22 (3): 137–42. DOI : 10.2165 / 00139709-200322030-00002 . PMID 15181663 . S2CID 20411255 .  
  8. ^ "Индийские травы - Чётки гороха" .
  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. ^ Джонсон, RC; Zhou, Y .; Jain, R .; Lemire, SW; Fox, S .; Sabourin, P .; Барр, младший (2009). «Количественное определение L-абрина в моче человека и крысы: биомаркер токсина абрина» . Журнал аналитической токсикологии . 33 (2): 77–84. DOI : 10.1093 / JAT / 33.2.77 . PMID 19239732 . 
  11. ^ Fodstad, O .; Johannessen, JV; Schjerven, L .; Пиль, А. (1979). «Токсичность абрина и рицина у мышей и собак». Журнал токсикологии и гигиены окружающей среды . 5 (6): 1073–84. DOI : 10.1080 / 15287397909529815 . PMID 529341 . 
  12. ^ Griffiths GD, Rice P, Allenby AC и др. (1995). «Ингаляционная токсикология и гистопатология токсинов рицина и абрина». Вдыхать токсикол . 7 (2): 269–288. DOI : 10.3109 / 08958379509029098 .
  13. ^ Griffiths, GD; Линдси, КД; 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. DOI : 10.1016 / 0300-483X (94) 90201-1 . PMID 8023336 . 
  14. ^ Лин, JY; Као, CL; Тунг, TC (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 Cancer . 34 (4): 418–425. DOI : 10.1038 / bjc.1976.187 . PMC 2025264 . PMID 974006 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Абрина в Национальной медицинской библиотеке США по предметным рубрикам по медицине (MeSH)
  • «Абрин: Биотоксин» . База данных по безопасности и охране здоровья при чрезвычайных ситуациях . Национальный институт охраны труда и здоровья. 2018-09-27.
  • «Кристаллическая структура Абрина-А» . Протеопедия.