Abrin - Abrin

Abrin-a
Abrin-a.png
Struktura Abrin-a ( PDB : 1ABR ). Řetězec je znázorněn na modré a B řetězce v olivový. Jeden peptid se štěpí na dva řetězce.
Identifikátory
Organismus Abrus safetytorius
Symbol ?
Číslo CAS 1393-62-0
UniProt P11140
Abrin
Identifikátory
ChemSpider
KEGG
Číslo RTECS
UNII
UN číslo 3462
Není-li uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v jejich standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Abrin je extrémně toxický toxalbumin nacházející se v semenech růžového hrachu (nebo jequirity pea), Abrus preventtorius . Při intravenózním podání myším má střední toxickou dávku 0,7 mikrogramu na kilogram tělesné hmotnosti (přibližně 31,4krát toxičtější než ricin , což je 22 mikrogramů na kilogram). Střední toxická dávka pro člověka se pohybuje od 10 do 1 000 mikrogramů na kilogram při požití a je 3,3 mikrogramu na kilogram při vdechnutí.

Abrin je protein inhibující ribozomy, jako je ricin , toxin, který se nachází v semenech rostliny ricinového oleje , a pulchellin , toxin, který se nachází v semenech Abrus pulchellus . Abrin je podle amerických zákonů klasifikován jako „ Select Agent “ .

Výskyt

Abrin je v přírodě tvořen pouze růžovým hráškem. Jasně zbarvená semena této rostliny obsahují asi 0,08% abrinu. Toxin se nachází v semenech a jeho uvolňování je zabráněno obalem semen. Pokud je plášť osiva zraněn nebo zničen (například žvýkáním), může dojít k uvolnění toxinu.

Růženec je zdrojem rostliny abrin

Fyzikální vlastnosti

Abrin je ve vodě rozpustný lektin . Abrin v práškové formě je žlutavě bílý. Je to stabilní látka a vydrží extrémní podmínky prostředí. I když je hořlavý , snadno polymerizuje a není nijak zvlášť těkavý .

Biochemie

Chemicky je abrin směsí čtyř isotoxinů, kterými jsou abrin-a ( P11140 ), -b ( Q06077 ), -c ( P28590 ) a -d ( Q06076 ). Příležitostně je jako pátý protein pod souhrnným názvem „abrin“ zahrnut také netoxický hemaglutinin z Abrus preventtorius ( Q9M6E9 ; AAG ).

Srovnání podobných struktur abrin-a (červená) a ricin (modrá)

Abrin-a je nejúčinnější ze čtyř isotoxins, kódovaných pro intronová bez genu , a skládá se ze dvou podjednotek, nebo řetězy, A a B. Primární produkt biosyntézy proteinu, preproabrin, sestává ze signální peptidové sekvence se aminokyselinové sekvence pro podjednotky A a B a linker. Molekula abrin-a má celkem 528 aminokyselin a má hmotnost přibližně 65 kDa. Abrin-a se tvoří po štěpení sekvence signálního peptidu a posttranslačních modifikacích, jako je glykosylace a tvorba disulfidového můstku v endoplazmatickém retikulu (ER). Další tři abriny, stejně jako aglutinin, mají podobnou strukturu.

Pokud jde o strukturu, abrin-a souvisí s lektinem, ricinem , produkovaným v semenech Ricinus communis .

Použití

Není známo, že by Abrin byl ozbrojen, avšak vzhledem k jeho vysoké toxicitě a možnosti zpracování na aerosol je v zásadě možné použít abrin jako biologickou zbraň. Přesto růžový hrášek produkuje malé množství abrinu, což snižuje riziko.

Abrin se přirozeně vyskytuje v semenech růžového hrachu , rostliny běžné v tropických oblastech, která se příležitostně používá jako bylinný prostředek za určitých podmínek. Zatímco vnější plášť semene chrání jeho obsah před žaludky většiny savců, semenné pláště jsou občas propíchnuty, aby se vytvořily korálkové šperky. To může vést k otravě, pokud dojde ke spolknutí semene nebo pokud se takové šperky nosí na poškozené pokožce. Ukázalo se, že Abrin působí jako imunoadjuvans při léčbě rakoviny u myší.

Toxikologie

Mezi příznaky otravy abrin patří průjem , zvracení , kolika , tachykardie a třes . Smrt obvykle nastává po několika dnech v důsledku selhání ledvin , srdečního selhání nebo ochrnutí dýchacích cest .

Toxicita

Ačkoli neexistuje shoda ohledně úrovně smrtelné dávky u lidí po perorálním podání, předpokládá se, že příjem 0,1 až 1 mikrogramu na kilogram tělesné hmotnosti nebo konzumace jediného semene růžového hrachu může být fatální, ale tyto informace nejsou dostatečně zdokumentovány. Podle dalších odhadů je hodnota LD 50 abrinu mezi 10 a 1000 μg / kg a je srovnatelná s hodnotou ricinu. Závažnost účinků otravy abrinem se liší podle způsobu expozice látce (ať už je inhalována, požita nebo injikována). Vystavení abrinu na pokožce může způsobit alergickou reakci indikovanou puchýři , zarudnutím , podrážděním a bolestí, avšak po kontaktu s pokožkou nejsou žádné známky toxicity.

Abrin je po intravenózním podání významně toxičtější. Získané hodnoty LD 50 se pohybují mezi 0,03 a 0,06 μg / kg u králíků a mezi 1,25 a 1,3 μg / kg u psů, v závislosti na druhu. V klinických studiích zahrnujících pacienty s rakovinou bylo tolerováno až 0,3 μg / kg intravenózně abrinového imunotoxinu bez rozvoje závažných příznaků toxicity.

Toxicita abrinu se také zvyšuje při vdechování. U potkanů ​​je LD 50 pro tento způsob podání 3,3 μg / kg.

Toxikodynamika

Ve svém mechanismu účinku se abrin podobá ricinu, navíc je stejně jako ricin abrin proteinem inaktivujícím ribozom typu 2 (RIP-II), jeho účinek je však ve srovnání s ricinem účinnější. Toxický účinek abrinu je způsoben intracelulárním, vícestupňovým procesem. Abrin funguje tak, že se váže na buňky těla a proniká do nich, přičemž po transportu do endoplazmatického retikula (ER) inhibuje syntézu buněčných proteinů. Připojením svého nespecificky se vázajícího B řetězce, který působí jako haptomer, k uhlovodíkovému řetězci glykoproteinu na povrchu buňky, se abrinová molekula ukotví k buňce a je následně pohlcena, ale výsledkem je jak specifická, tak nespecifická vazba ve vychytávání abrinu prostřednictvím endocytózy , stejně jako aktivace řetězce A, způsobená štěpením řetězce B. Aktivovaný A řetěz abrinu, efektomer, poté vstupuje do vnitřních částí buňky, kde štěpí adeninovou (A4324) nukleobázi z 28S rRNA velké ribozomální podjednotky ribozomu na ER nebo v jeho blízkosti, čímž inhibuje běžný proces syntézy buněčných proteinů. Bez těchto proteinů nemohou buňky přežít. To je škodlivé pro lidské tělo a může to být smrtelné i při malé expozici. Kromě toho se abrin může také vázat na buňky specificky nesoucí receptor manózy na svém buněčném povrchu, protože tento receptor se nachází ve zvláště vysoké hustotě na buňkách retikulohistiocytového systému , což je systém ovlivněný zejména toxicitou abrinu.

Toxikokinetika

Informace týkající se toxikokinetiky abrinu jsou omezené a také se s nimi nesouhlasí. Vzhledem ke svým biochemickým vlastnostem a podobnosti s ricinem se předpokládá, že abrin je alespoň částečně degradován v gastrointestinálním traktu . Velikost molekuly také omezuje absorpci gastrointestinálním traktem. Četná úmrtí způsobená konzumací semen růžového hrachu však potvrzují, že alespoň malá část toxinu může být absorbována do systémového oběhu gastrointestinálním traktem.

Studie na zvířatech na myších ukazují, že po injekci dochází k hromadění abrinu v játrech , ledvinách , slezině , krevních buňkách, plicích a srdci . Molekula se vylučuje ledvinami močí poté, co projde proteolytickým štěpením.

Známky a příznaky expozice abrinu

Hlavní příznaky otravy abrinem závisí na způsobu expozice a přijaté dávce, i když v závažných případech může být ovlivněno mnoho orgánů. Obecně se příznaky mohou objevit kdekoli mezi několika hodinami až několika dny po expozici. Počáteční příznaky otravy abrinem při vdechování se mohou objevit do 8 hodin po expozici, ale typičtější časový průběh je 18–24 hodin; mohou se stát smrtelnými do 36–72 hodin. Po požití abrinu se počáteční příznaky obvykle objevují rychle, ale může trvat až pět dní.

Pozdější příznaky a projevy expozice jsou způsobeny abrinovými cytotoxickými účinky, zabíjením buněk v ledvinách, játrech, nadledvinách a centrální nervové soustavě.

Inhalace

Mezi několik hodin po vdechnutí abrinu patří běžné příznaky horečka, kašel, podráždění dýchacích cest, tlak na hrudi , plicní edém (přebytečná tekutina nahromaděná v plicích) a nevolnost . To ztěžuje dýchání (tzv. Dušnost ) a kůže může zčernat nebo zčernat při stavu zvaném cyanóza , který je příznakem hypoxie . Přebytečnou tekutinu v plicích lze diagnostikovat rentgenem nebo poslechem hrudníku pomocí stetoskopu . Vzhledem k tomu, že účinky abrinu postupují, může se člověk stát pocení (silně pocení) a může se dále hromadit tekutina. Jejich krevní tlak může dramaticky poklesnout , čímž se kyslík nedostane do mozku a dalších životně důležitých orgánů ve stavu zvaném šok a může dojít k respiračnímu selhání , které může být smrtelné během 36 až 72 hodin. Pokud expozice abrinu vdechováním není smrtelná, může dojít k přecitlivělosti nebo podráždění dýchacích cest.

Požití

Polykání jakéhokoli množství abrinu může vést k závažným příznakům. Mezi časné příznaky patří nevolnost , zvracení , bolest v ústech, krku a jícnu, průjem , dysfagie (potíže s polykáním) a břišní křeče a bolest . Jak příznaky postupují, začíná krvácení a zánět v gastrointestinálním traktu. Postižená osoba může zvracet krev ( hemateméza ), mít krev ve výkalech, což vytváří černou, dehtovou stolici zvanou melena a další vnitřní krvácení. Ztráta objemu krve a vody z nevolnosti, zvracení, průjmů a krvácení způsobí pokles krevního tlaku a poškození orgánů, což lze pozorovat, když člověk začne mít ospalost / ospalost, hematurii (krev v moči), strnulost , křeče , polydipsie (nadměrná žízeň) a oligurie (nízká tvorba moči). To nakonec vede k multisystémovému selhání orgánů , hypovolemickému šoku , cévnímu kolapsu a smrti.

Vstřebávání

Abrin může být absorbován porušenou kůží nebo absorbován kůží, pokud je rozpuštěn v určitých rozpouštědlech. Může být také injikován v malých peletách a absorbován kontaktem s očima. Abrin ve formě prášku nebo mlhy může v malých dávkách způsobit zarudnutí a bolest v očích (tj. Zánět spojivek ). Malé dávky absorbované očima mohou také způsobit slzení ( slzení ). Vyšší dávky mohou způsobit poškození tkáně, závažné krvácení do zadní části oka ( krvácení do sítnice ) a zhoršení zraku nebo slepotu . Dostatečně velká dávka může být absorbována do krevního řečiště a vést k systémové toxicitě.

Léčba

Protože pro abrin neexistuje žádné antidotum , nejdůležitějším faktorem je v první řadě vyhýbat se expozici abrinu. Pokud se expozici nelze vyhnout, nejdůležitějším faktorem je pak co nejrychlejší odchod nebo odchod z těla. Expozici abrinu lze zabránit, je-li přítomen ve velkém množství, používáním vhodných osobních ochranných prostředků . Otrava abriny je léčena podpůrnou péčí, aby se minimalizovaly účinky otravy. Tato péče se liší v závislosti na cestě expozice a době od expozice. Při nedávném požití jsou obě možnosti podání aktivního uhlí a výplach žaludku . Použití zvracení (zvracení) není užitečné. V případě expozice očí pomáhá propláchnutí oka fyziologickým roztokem odstranit abrin. Důležitou součástí léčby je také kyslíková terapie , vedení dýchacích cest , asistovaná ventilace , monitorování , podávání IV tekutin a výměna elektrolytů .

Viz také

Reference

externí odkazy