Циказин - канцерогенный и нейротоксический глюкозид, содержащийся в цикадовых, таких как Cycas revoluta и Zamia pumila . Симптомы отравления включают рвоту, диарею, слабость, судороги и гепатотоксичность . В метаболических условиях циказин гидролизуется до глюкозы и метилазоксиметанола (МАМ), последний из которых диссоциирует на формальдегид и диазометан . [3]
Имена | |
---|---|
Предпочтительное название IUPAC ( Z ) -1-Метил-2 - ({[(2 S , 3 R , 4 S , 5 S , 6 R ) -3,4,5-тригидрокси-6- (гидроксиметил) оксан-2-ил] окси } метил) диазен 2-оксид | |
Систематическое название ИЮПАК [( Z ) Метил ONN -azoxy] метил β- D - глюкопиранозида [1] | |
Другие названия β- D- глюкозилоксиазоксиметан; Methylazoxymethanol β- D -гликозид; Cycas revoluta глюкозид | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
ЧЭБИ | |
ChemSpider | |
КЕГГ | |
MeSH | D003492 |
PubChem CID | |
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
C 8 H 16 N 2 O 7 | |
Молярная масса | 252,223 г · моль -1 |
56,6 г / л [2] | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Ссылки на инфобоксы | |
Он вызывает гепатотоксичность и замию , смертельное нервное заболевание крупного рогатого скота, возникающее в результате поедания листьев или других частей саговников. [4]
Источники
Циказин содержится во всех известных родах саговников и распространяется по всему телу растения, но с наибольшей концентрацией в семенах. Это один из нескольких токсинов, обнаруженных в саговниках, наряду с нейротоксической аминокислотой BMAA . Происхождение и биологическая роль этих токсинов неизвестны, поскольку не существует статистически значимой корреляции между концентрацией токсичного материала и типами травоядных, наблюдаемых у животных, потребляющих растения. [5] [6]
Фермент метил-ONN-азоксиметанол-бета-D-глюкозилтрансфераза использует два субстрата UDP-глюкозу и метил-ONN-азоксиметанол для производства UDP и циказина. [7]
Экологическое значение
Бабочка Eumaeus atala , личинки которой питаются Z. pumila , содержит яд как следствие своего рациона. [8]
Присутствие в саго
Чтобы производить саго , циказин и другие токсины саго должны быть удалены из плоти растений. Мякоть, семена и корни саговника сначала сушат и измельчают в мелкий порошок, а затем погружают в кипящую воду. Затем воде дают стечь, выщелачивая токсичный материал, оставляя крахмал. Затем экстрагированный крахмал поочередно сушат и растирают до получения тонкого порошка. Этот повторяющийся процесс измельчения и выщелачивания гарантирует, что остается как можно меньше циказина. [9]
Состав
Cycasin является глюкоза -derived гликозид с methylazoxymethanol замещение в бета - положении.
Стереохимия азоксигруппы - ( Z ) (или транс ( E ), когда кислород формально удаляется с образованием азогруппы). [10]
Токсичность
Циказин имеет пероральную ЛД50 500 мг / кг. [11] Воздействие циказина путем инъекции не вызывает необратимых побочных эффектов. [12] Как следствие, потребление не приводит к немедленному летальному исходу, но вызывает множество печеночных и неврологических проблем, а также вызывает рак при длительном воздействии. Механизм токсичности циказина зависит от ферментов β-глюкозидазы, обнаруженных в кишечнике. Обработка β-глюкозидазой заставляет циказин выделять метилазоксиметанол (МАМ), который самопроизвольно разлагается с образованием формальдегида и метилдиазония . Количество выделяемого формальдегида слишком мало, чтобы вызвать токсичность, но метилдиазоний является сильным метилирующим агентом. Присутствие этой молекулы метилирует ДНК, вызывая долгосрочные повреждения и потенциально приводя к раку. [3]
Симптомы
Ранними симптомами отравления циказином являются рвота, тошнота, боль в животе и диарея. Более поздние стадии отравления проявляются нарушением функции печени. [13]
Замия шатается
У домашнего скота, потребляющего сырые листья, орехи и муку саговниковых, развивается неврологический синдром, известный как замиа шатающаяся , названный в честь саговникового рода Замии, произрастающего в Центральной и Южной Америке. Клинически он характеризуется потерей веса с последующим боковым покачиванием задних конечностей, слабостью, атаксией и проприоцептивными дефектами в задних конечностях и приводит к демиелинизации и дегенерации аксонов в головном и спинном мозге и ганглиях задних корешков . [4]
Подозрение на связь с литико-бодиговой болезнью
Болезнь Lytico-bodig , также известный как боковой склероз-паркинсонизм-деменция, является нейродегенеративные заболевания неизвестного происхождения , которое происходит исключительно в чаморро людей на острове Гуам , который имеет характеристики как боковой амиотрофический склероз (БАС) и паркинсонизма . Он характеризуется атрофией мышц, челюстно-лицевым параличом, неспособностью говорить или глотать и слабоумием. Заболевание во всех случаях приводит к летальному исходу, при этом диафрагма и вспомогательные респираторные мышцы парализуются на более поздних стадиях заболевания. [14]
Наблюдение за диетами коренного народа чаморро привело к созданию так называемой «гипотезы цикад». Крахмал, приготовленный из семян местного вида цикад, Cycas micronesica , используется для создания саго- подобного мучного фаданга , который составляет основную часть рациона народа чаморро. Поскольку семена содержат наибольшее количество токсина, обнаруженного в растении, было высказано предположение, что диетическое объяснение, связанное с потреблением плохо обработанного фаданга, отравляло туземцев. После того, как не удалось воспроизвести симптомы болезни на животных моделях, гипотеза была отвергнута. [14] Хотя первоначальная гипотеза цикад была отвергнута, пересмотренная форма гипотезы была предложена Полом Аланом Коксом и Оливером Саксом после наблюдения других элементов диеты чаморро, в частности летучих лисиц . Летучие мыши накапливают БМАА в своем жире, потребляя семена цикадовых , что приводит к высокой концентрации нейротоксина. [15]
Смотрите также
- Список канцерогенов группы 2B МАИР
- Список кодов MeSH (D02)
Рекомендации
- ^ bD-глюкозилоксиазоксиметан , ChemSpider
- ^ https://foodb.ca/compounds/FDB018287
- ^ a b Laqueur, GL; Спатц, М. (ноябрь 1968 г.). «Токсикология циказина». Исследования рака . 28 : 2262–2267.
- ^ а б Reams, Рэйчел Ю. .; Яновиц, Эван Б .; Робинсон, Фаррел Р .; Салливан, Джон М .; Казанова, Карлос Ривера; Мас, Эдвин (июль 1993 г.). «Токсикоз Cycad в группе молочных телок в Пуэрто-Рико» . Журнал ветеринарных диагностических исследований . 5 (3): 488–494. DOI : 10.1177 / 104063879300500337 .
- ^ Моретти, А .; Sabato, S .; Джильяно, Дж. Синискалько (январь 1983 г.). «Таксономическое значение гликозидов метилазоксиметанола в саговниках». Фитохимия . 22 (1): 115–117. DOI : 10.1016 / S0031-9422 (00) 80069-2 .
- ^ Кастильо-Гевара, Читлалли; Рико-Грей, Виктор (июль 2003 г.). «Роль Macrozamin и Cycasin в Cycads (Cycadales) как средства защиты от травоядных». Журнал Ботанического общества Торри . 130 (3): 206. DOI : 10,2307 / 3557555 .
- ^ Тадера К, Яги Ф, Арима М, Кобаяши А (1985). «Образование циказина из метилазоксиметанола с помощью UDP-глюкозилтрансферазы из листьев саговника японского» . Agric. Биол. Chem . 49 (9): 2827–2828. DOI : 10.1271 / bbb1961.49.2827 .
- ^ Ротшильд, Мириам; Нэш, Роберт Дж .; Белл, Э. Артур (июль 1986 г.). «Циказин в исчезающей бабочке Eumaeus atala florida». Фитохимия . 25 (8): 1853–1854. DOI : 10.1016 / S0031-9422 (00) 81161-9 .
- ^ Уайтинг, Марджори Грант (октябрь 1963 г.). «Токсичность саговников». Экономическая ботаника . 17 (4): 270–302. DOI : 10.1007 / BF02860136 .
- ^ Каваминами, М .; Кавано, I .; Кобаяши, А .; Тадера, К .; Яки, Ф .; Кавано, С. (15 ноября 1981 г.). «Основная структура циказина, (метил-ONN-азокси) метил β-D-глюкопиранозид». Acta Crystallographica Раздел B Структурная кристаллография и кристаллохимия . 37 (11): 2026–2029. DOI : 10.1107 / S0567740881007887 .
- ^ Сакс, Н. Ирвинг; Файнер, Бенджамин (1984). Опасные свойства промышленных материалов (6-е изд.). Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд. п. 828. ISBN 0442283040.
- ^ Уайтинг, Марджори Грант (1 января 1963 г.). «Токсичность саговников». Экономическая ботаника . 17 (4): 270–302. DOI : 10.1007 / bf02860136 . JSTOR 4252455 .
- ^ «Симптомы поражения печени, вызванного токсинами растений - Циказин - RightDiagnosis.com» . www.rightdiagnosis.com . Оценки здоровья.
- ^ а б Брэдли, Уолтер Дж .; Маш, Дебора С. (25 ноября 2009 г.). «За пределами Гуама: гипотеза цианобактерий / BMAA о причине БАС и других нейродегенеративных заболеваний». Боковой амиотрофический склероз . 10 (sup2): 7–20. DOI : 10.3109 / 17482960903286009 . PMID 19929726 .
- ^ Кокс PA, Banack SA, Murch SJ (2003). "Биомагнификация цианобактериальных нейротоксинов и нейродегенеративных заболеваний среди народа чаморро Гуама" . PNAS . 100 (23): 13380–13383. Bibcode : 2003PNAS..10013380C . DOI : 10.1073 / pnas.2235808100 . PMC 263822 . PMID 14612559 .