Цикутоксин – өсімдіктерде кездесетін улы химиялық қосылыс. Құрамы, синтезі, қасиеттері (жарық, ауа, температураға сезімталдығы) және тері арқылы сіңуі туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Цикутоксин – Апиацея тұқымдасына жататын, мысалы, сулы шикіқұрт (Cicuta түрлері) және сары сулы шикіқұрт (Oenanthe crocata) сияқты бірнеше өсімдіктердің табиғи түрде өндіретін улы химиялық қосылысы.
Cicutoxin is a naturally occurring poisonous chemical compound produced by several plants from the family Apiaceae including water hemlock (Cicuta species) and water dropwort (Oenanthe crocata).
Химия
Боемнің жұмысына сүйене отырып, цикутоксиннің алғашқы синтезі 1955 жылы жарияланды. Өсімдік сыртында цикутоксин ауаға, жарыққа немесе жылуға ұшырағанда ыдырайды, оны қолдану қиын етеді. Цикутоксиннің көміртектік тізбегі ұзын және гидрофильді топтары аз, бұл оған гидрофобтық қасиеттер береді. Гидрофобты және/немесе кішкентай молекулалар тері арқылы сіңірілуі мүмкін. Зерттеулер көрсеткендей, цикутоксин бақалардың терісінен өтеді, сондай-ақ Цикута өсімдігін сыртқы қабынуға қарсы қолданған отбасының тәжірибесі де дәлелдейді. 1999 жылы (R) (–) цикутоксиннің табиғи өнімі үш негізгі фрагменттен – (R) (–) 1 гексин-3-ол (8), 1,4-дийод-1,3-бутадиен (9) және ТГП-қорғалған 4,6-гептадиен-1-ол (6) – төрт тікелей қадамда толық синтезі туралы хабарланды. Бұл өзара әрекеттесулер "Әрекет ету механизмі" бөлімінде түсіндірілген.
Building on Boehm's work, The first synthesis of cicutoxin was reported in 1955. Outside of a plant, cicutoxin breaks down when exposed to air, light, or heat, making it difficult to handle. Cicutoxin has a long carbon structure and few hydrophilic substituents which gives it hydrophobic characteristics. Hydrophobic and/or small molecules can be absorbed through the skin. Research has shown that cicutoxin will pass through the skin of frogs and the experience of the family who used a Cicuta plant as a topical antipruritic A complete synthesis of the natural product, (R) (–) cicutoxin, in four linear steps was reported in 1999, from three key fragments: (R) (–) 1 hexyn 3 ol (8), 1,4 diiodo 1,3 butadiene (9), and THP protected 4,6 heptadiyn 1 ol (6). The interactions are explained in Mechanism of action.
Әрекет ету механизмі
Цикутоксиннің нақты әсер ету механизмі белгісіз, бірақ оның күшті у екені мәлім. Цикутоксиннің химиялық тұрақсыздығының кесірінен оның механизмі толыққанды зерттелмеген, алайда, әсер ету механизміне қатысты айқайлар ұсынған зерттеулер бар. Цикутоксин – орталық нерв жүйесінде (ОНЖ) гамма-аминомаслян қышқылының (ГАМК) бәсекелеспейтін антагонисті. ГАМК әдетте GABAA рецепторының бета доменіне байланысып, мембрана арқылы хлорид иондарының ағылуын қамтамасыз ететін рецепторды белсендіреді. Цикутоксин ГАМК сияқты бірдей орынға байланысады, нәтижесінде рецептор ГАМК арқылы белсендірілмейді. Рецептордың иондық каналы ашылмайды және хлорид иондары мембранадан өте алмайды. Цикутоксиннің бета доменіне байланысуы хлоридтік каналды да тоқтатады. Цикутоксиннің GABAA рецепторына екі түрлі әсері де тұрақты деполяризацияға алып келеді. Бұл жасушалардағы жоғары белсенділікке және ұстамаларға себеп болады. Сонымен қатар, цикутоксин нейрондық реполяризацияның ұзақтығын дозаға байланысты түрде ұзартатынын көрсететін зерттеулер де жүргізілген. Токсин 100 мкмоль/л концентрациясында реполяризация уақытын алты есеге дейін ұзартуға қабілетті. Ұзаққа созылған әсер потенциалы жоғары қоздырғыш белсенділікке әкелуі мүмкін. Токсин лимфоциттердің көбеюін тежейді, осылайша оны лейкемияға қарсы дәрі-дәрмектерді зерттеуде маңызды затқа айналдырады.
The exact mechanism of action is not known for cicutoxin, even though it is well known to be a violent toxin. The mechanism is not known because of the chemical instability of cicutoxin, but there have been studies that delivered some evidence for a mechanism of action. Cicutoxin is a noncompetitive gamma aminobutyric acid (GABA) antagonist in the central nervous system (CNS). GABA normally binds to the beta domain of the GABAA receptor and activates the receptor which causes a flow of chloride across the membrane. Cicutoxin binds to the same place as GABA, because of this the receptor is not activated by GABA. The pore of the receptor won't open and chloride can't flow across the membrane. Binding of cicutoxin to the beta domain also blocks the chloride channel. Both effects of cicutoxin on the GABAA receptor cause a constant depolarization. This causes hyperactivity in cells, which leads to seizures. There also have been some studies that suggest that cicutoxin increases the duration of the neuronal repolarization in a dose dependent manner. The toxin could increase the duration of the repolarization up to sixfold at 100 μmol/L. The prolonged action potentials may cause higher excitatory activity. The toxin inhibits the proliferation of the lymphocytes This has made it a substance of interest in research for a medicine against leukemia.
Метаболизм
Организм цикутоксиннен қалай арылады, белгісіз. Ағзада оның жартылай ыдырау кезеңі ұзаққа созылады деген дерек бар, себебі бір науқас Цикута өсімдігінің тамырын жегеннен кейін ауруханаға түскен. Бұл адам екі күн ауруханада жатты, тіпті ауруханадан шыққаннан кейін де екі күн бойы басы ауырсып, шатырлаған сезімді бастан өткерді. немесе ұстамаларды басу үшін барбитураттар қолданылады.
It is unknown how the body gets rid of cicutoxin. There is evidence that it has a long half life in the body, because of a patient who was submitted in a hospital after eating a root of a Cicuta plant. The man was in the hospital for two days and still had a fuzzy feeling in his head two days after leaving the hospital. or barbiturates to reduce seizures.
Жануарларға әсері
Тышқанда цикутоксиннің LD50 2,8 мг/кг (10,8 мкмоль/кг) құрайды. Салыстырмалы түрде, вирурол А-ның LD50 28,0 мг/кг (109 мкмоль/кг) және изоцикутоксин 38,5 мг/кг (149 мкмоль/кг) құрайды. Мал көбінесе көктемде цикута өсімдіктерінің бөліктерін жейді, олардың жаңа өсімдіктерін арықтар мен өзендер маңында жайылымдау кезінде шағып алады. Жануарларда цикутоксинмен уланудың адамдардағы сияқты әсерлері байқалады, бірақ құсусыз (ол өлімге алып келуі мүмкін) – тіркелген симптомдарға сілекей бөліну, ұстамалар, жиі зәр шығару және дефекация, сондай-ақ сүйек және жүрек бұлшық еттерінің дегенерациясы жатады. Ұстамалар әдетте қысқа, әрқайсысы бір минуттан кем, және шамамен екі сағат бойы 15-30 минут сайын қайталанады. Цикутоксин қамтыған түбірлерді жегеннен кейін қойлар баяу қалпына келеді, толық жазылуына дейін жеті күнге дейін уақыт қажет болуы мүмкін. Қойларда жүргізілген зерттеулер көрсеткендей, сүйек және жүрек миодегенерациясы (бұлшықет тіндерінің зақымдануы) тек улану симптомдарын тудыратын доза қолданғаннан кейін ғана пайда болады. Жануардың қанын талдау нәтижесінде бұлшықет зақымдануын көрсететін сарысу ферменттерінің жоғары деңгейі анықталды (LDH, AST және CK көрсеткіштері). Некропсия кезінде қойдың жүрегінде көптеген ақшыл дақтар және ұзын саусақтарды кеңейтуші бұлшықет тобының бозаруы байқалды; ал цикутоксин қамтыған өлімге жеткілікті доза алған қойдың денесінде тек микроскопиялық зақымдар анықталды. Ұстамалардың саны мен ұзақтығы сүйек және жүрек миодегенерациясына, сондай-ақ сарысудағы өзгерістерге тікелей әсер етеді. Цикутоксинмен улану симптомдарын емдеуге арналған дәрі-дәрмектермен бірге, өлімге жеткілікті дозадан 2,5 есеге дейін берілген қойлар жазылып кетті, бұл симптомдық емдеудің өмірді сақтап қалуға көмектесетінін көрсетеді. Қолданылған дәрі-дәрмектерге: ұстамалардың алғашқы кезінде тұмауды бақылау үшін натрий пентобарбитал (20-77 мг/кг, тамырға енгізіледі), анестезия кезінде сілекей бөлінуін азайту үшін атропин (75-150 мг) және қойлар жазылғанша Рингер лактатының ерітіндісі жатады.
The LD50 of cicutoxin for mice is 2.8 mg/kg (10.8 μmol/kg). In comparison, the LD50 of virol A is 28.0 mg/kg (109 μmol/kg) and of isocicutoxin is 38.5 mg/kg (149 μmol/kg). Cattle usually ingest parts of Cicuta plants in Spring, while grazing on new growth around ditches and rivers where these plants grow. Animals display similar effects of cicutoxin poisoning as do humans, but without vomiting (which can lead to increased lethality) – recorded symptoms include salivation, seizures, frequent urination and defecation, and degeneration of skeletal and cardiac muscles. Seizures are usually short, less than a minute per seizure, and occur at intervals of 15 to 30 minutes for around two hours. Ewes recover more slowly after eating cicutoxin containing tubers, taking up to seven days to recover fully. Research studies on ewes has shown that skeletal and cardiac myodegeneration (damage of muscle tissues) only occur after a dose sufficient to induce symptoms of intoxication is administered. Analysis of the animal's blood showed elevated serum enzymes that indicate muscle damage (LDH, AST and CK values). At necropsy, the ewe's heart had multifocal pale areas and pallor of the long digital extensor muscle groups; by contrast, a ewe given a lethal dose of cicutoxin containing tubers had only microscopic lesions. The number and duration of seizures had a direct effect on the skeletal and cardiac myodegeneration and amount of serum change. Ewes given up to 2.5 times the lethal dose along with medications to treat symptoms of cicutoxin poisoning recovered, demonstrating that symptomatic treatment can be life saving. Medications administered included sodium pentobarbital (at 20–77 mg/kg intravenously) at the first seizure to control seizure activity, atropine (75–150 mg) to reduce salivary excretion during anesthesia, and Ringer's lactate solution until the ewes recovered.
Медициналық қолдану
Цикутоксин лимфоциттердің көбеюін тежейтіндігі анықталғандықтан, ол лейкемияға қарсы қасиеттерге ие. Сондай-ақ, оның ісікке қарсы активтілігі зерттелді, нәтижесінде C. maculata-ның метанолдық экстракты 9 KB (адамның мұрын-жұтқыншақ қатерлі ісігі) жасуша құрылымы сынағында маңызды цитотоксикалық әсер көрсетті.
Cicutoxin has been shown to have anti leukemia properties as it inhibits the proliferation of the lymphocytes. It has also been investigated for antitumor activity, where it was shown that a methanolic extract of C. maculata demonstrated significant cytotoxicity in the 9 KB (human nasopharyngeal carcinoma) cell structure assay.