Введение

Цикутоксин — это природное ядовитое химическое соединение, производимое несколькими растениями семейства Зонтичные (Apiaceae), включая вех ядовитый (Cicuta species) и дягиль лекарственный (Oenanthe crocata).

Химия

Основываясь на работе Боэма, первый синтез цикутоксина был описан в 1955 году. Вне растения цикутоксин разлагается под воздействием воздуха, света или тепла, что затрудняет работу с ним. Цикутоксин обладает длинной углеродной цепью и небольшим количеством гидрофильных заместителей, что обуславливает его гидрофобные свойства. Гидрофобные и/или небольшие молекулы могут проникать через кожу. Исследования показали, что цикутоксин проникает через кожу лягушек, а также известно о случае семьи, использовавшей растение Cicuta в качестве местного средства от зуда. Полный синтез природного продукта (R)(–)-цикутоксина в четыре линейных этапа был осуществлен в 1999 году из трех ключевых фрагментов: (R)(–)-1-гексин-3-ол (8), 1,4-дииодо-1,3-бутадиен (9) и THP-защищенный 4,6-гептадиин-1-ол (6). Механизм действия описан в соответствующем разделе.

Механизм действия

Точный механизм действия цикутоксина неизвестен, хотя хорошо известно, что это мощный токсин. Механизм не установлен из-за химической нестабильности цикутоксина, однако были проведены исследования, предоставившие некоторые данные о механизме его действия. Цикутоксин является неконкурентным антагонистом гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) в центральной нервной системе (ЦНС). ГАМК обычно связывается с бета-доменом GABAA-рецептора и активирует его, что вызывает поток хлоридов через мембрану. Цикутоксин связывается с тем же местом, что и ГАМК, в результате чего рецептор не активируется ГАМК. Поры рецептора не открываются, и хлориды не могут проходить через мембрану. Связывание цикутоксина с бета-доменом также блокирует хлоридный канал. Оба эффекта цикутоксина на GABAA-рецептор вызывают постоянную деполяризацию. Это приводит к гиперактивности клеток и, как следствие, к судорогам. Также есть исследования, указывающие на то, что цикутоксин увеличивает продолжительность реполяризации нейронов в зависимости от дозы. Токсин может увеличить продолжительность реполяризации до шести раз при концентрации 100 мкмоль/л. Продленные потенциалы действия могут вызывать повышенную возбуждающую активность. Токсин ингибирует пролиферацию лимфоцитов, что делает его перспективным объектом исследований для разработки лекарств против лейкемии.

Метаболизм

Неизвестно, как организм выводит цикутоксин. Есть данные, свидетельствующие о длительном периоде полувыведения цикутоксина из организма, что подтверждается случаем пациента, поступившего в больницу после употребления корня растения Цикута. Мужчина находился в больнице два дня и еще два дня после выписки испытывал ощущение затуманенности головы. или барбитураты для уменьшения судорог.

Влияние на животных

ЛД50 цикутоксина для мышей составляет 2,8 мг/кг (10,8 мкмоль/кг). Для сравнения, ЛД50 вирулола А составляет 28,0 мг/кг (109 мкмоль/кг), а изоцикутоксина – 38,5 мг/кг (149 мкмоль/кг). Крупный рогатый скот обычно поедает части растений цикуты весной, выпасаясь на молодых побегах вокруг канав и рек, где эти растения растут. У животных наблюдаются сходные с человеческими эффекты отравления цикутоксином, но без рвоты (которая может усугубить летальность). Симптомы, которые регистрировались, включают слюнотечение, судороги, частое мочеиспускание и дефекацию, а также дегенерацию скелетных и сердечных мышц. Судороги обычно кратковременны, длятся менее минуты и возникают с интервалами от 15 до 30 минут в течение примерно двух часов. Овцы восстанавливаются медленнее после употребления клубней, содержащих цикутоксин, для полного восстановления требуется до семи дней. Исследования на овцах показали, что миодегенерация скелетных и сердечных мышц (повреждение мышечной ткани) возникает только после введения дозы, достаточной для проявления симптомов интоксикации. Анализ крови животных выявил повышенные уровни сывороточных ферментов, указывающих на повреждение мышц (значения ЛДГ, АСТ и КФК). При вскрытии у сердца овцы были обнаружены множественные бледные участки и бледность длинных разгибателей пальцев; в то время как у овцы, получившей смертельную дозу цикутоксина, содержащегося в клубнях, были выявлены только микроскопические поражения. Количество и продолжительность судорог оказывали прямое влияние на дегенерацию скелетных и сердечных мышц и изменения в сыворотке крови. Овцы, которым вводили до 2,5 раза превышающую смертельную дозу вместе с препаратами для лечения симптомов отравления цикутоксином, выздоравливали, что демонстрирует эффективность симптоматического лечения для спасения жизни. Применяемые препараты включали натрия пентобарбитал (в дозе 20–77 мг/кг внутривенно) при первом приступе для контроля судорожной активности, атропин (75–150 мг) для уменьшения слюноотделения во время анестезии и раствор лактата Рингера до выздоровления овец.

Медицинское применение

Цикутоксин продемонстрировал антилейкемические свойства, ингибируя пролиферацию лимфоцитов. Также изучалась его противоопухолевая активность, в ходе которой было показано, что метанольный экстракт C. maculata проявляет значительную цитотоксичность в тесте на клеточную структуру 9 KB (человеческая назофарингеальная карцинома).