Senecionin - Senecionine - Wikipedia

Senecionin
Senecioninová chemická struktura1.png
Jména
Ostatní jména
Aureine
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.125.118 Upravte to na Wikidata
KEGG
Vlastnosti
C18H25NÓ5
Molární hmotnost335.400 g · mol−1
Hustota1,25 g / cm3
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Senecionin je toxický pyrrolizidinový alkaloid izolován z různých botanických zdrojů. Její název je odvozen od Senecio rod a je produkován mnoha různými rostlinami v tomto rodu, včetně Jacobaea vulgaris (Senecio jacobaea). Byl také izolován z několika dalších rostlin, včetně Brachyglottis repanda, Emilia, Erechtites hieraciifolius, Petasites, Syneilesis, Chřestnatec, Caltha leptosepala, a Castilleja.[1]

Sloučenina je toxická a konzumace může vést k poškození jater, rakovině a pyrrolizidinová alkaloidóza. Z tohoto důvodu vedla ke spotřebě rostlin, které ji produkují otravy, a to jak u lidí, tak u zvířat.[2]

Toxicita

Stejně jako ostatní pyrrolizidinové alkaloidy je i senecionin při požití toxický. Požitá molekula je a protoxin který je metabolizován na aktivní formu.[3]

Ve velkém množství může požití vést ke kritickému onemocnění, včetně křečí a smrti. Studie na hlodavcích ukázaly LD50 65 mg / kg.[4] V menších, neletálních množstvích může požití vést k opojení, i když klinické příznaky a příznaky se mohou objevit až měsíce po expozici v závislosti na úrovni expozice.[5]

Požití může vést k oběma játra a DNA poškození.

Jaterní toxicita

Může dojít k poškození jater při akutní i chronické intoxikaci jaterní venookluzivní onemocnění (VOS), jejíž příznaky zahrnují nevolnost, zvracení, hepatomegalie a krvavý průjem.[6] Akutní intoxikace může navíc způsobit hemoragickou reakci nekróza a selhání jater se známkami a příznaky včetně ztráta váhy, žloutenka, Deprese, změny chování, a ascites. Fotocitlivý dermatitida může být také vidět.[6] Mezi další příznaky a projevy chronické expozice patří slabost, portální hypertenze, a cirhóza.[6][7]

Poškození DNA

Požití senecioninu může také způsobit poškození DNA. Ačkoli existuje jen málo případů lidských rakovin přímo souvisejících s intoxikací senecioninem, studie na hlodavcích ukázaly, že je schopen vyvolat tvorbu nádorů v játrech, plíce, kůže, mozek, mícha, slinivka břišní a gastrointestinálního traktu.[8]

Diagnóza

Diagnóza toxicity senecioninu je stanovena na základě Dějiny, vyšetření, a jaterní biopsie.[9] Laboratorní nálezy mohou zahrnovat zvýšené žlučová kyselina koncentrace, hyperbilirubinemie, hypoproteinemie a domorodý jaterní funkční testy (LFT). Bylo však pozorováno, že chronicky exponovaná zvířata mohou mít normální laboratorní hodnoty po celé měsíce až roky navzdory pokračujícímu poškození jater.[10] Histologické abnormality při biopsii zahrnují megalocytózu, nekrózu, fibrózu a žlučové hyperplazie, podobně jako jiné hepatotoxické požití a poruchy imunitního systému.[11]

Další biologická aktivita

Senecionin byl také hodnocen jako antimikrobiální. Ukázalo se, že koktejl pyrrolizidinových alkaloidů se senecioninem je toxický Fusarium houby na milimolární koncentrace.[12]

Léčba

V současné době nejsou k dispozici žádné známé léky nebo protilátky k léčbě otravy senecioninem. Léčba je podpůrný umožnit regenerace jater, což může zahrnovat podávání intravenózní (IV) tekutiny opravit dehydratace a nerovnováha elektrolytů, IV glukóza, a péče o rány s antibiotika pokud je dermatitida přítomným příznakem.[13] Dodatečně, albumin infuze mohou být použity ke snížení ascitu. Prevence zůstává nejlepší metodou ke snížení polohy senecioninů, včetně vyhýbání se konzumaci rostlin obsahujících senecionin a pesticid použít k zabíjení napadení těchto rostlin.[13]

Biosyntéza a chemie

v Senecio druh, biosyntéza senecioninu začíná od L-arginin nebo L-ornitin.[14] Protože rostliny nemají dekarboxyláza enzym pro L-ornitin, musí být nejprve převeden na L-arginin. Arginin lze poté snadno převést na putrescine a spermidin. Dále v NAD + -závislá reakce katalyzovaná homospermidin syntáza (HSS), aminopropylová skupina z putrescinu se přenese do spermidinu za vzniku homospermidinu, přičemž se uvolní 1,3-diaminopropan (viz schéma biosyntézy).[15] HSS je jediný enzym, který se s konečnou platností podílí na této biosyntéze.[16]

Homospermidin je poté oxidován a následně cyklizován za vzniku stereospecifické pyrrolizidin páteř. The aldehyd potom se redukuje a poté se pyrrolizidinové jádro desaturuje a hydroxyluje ještě neurčenými mechanismy za vzniku retronecin. Retronecin je acylovaný kyselinou senecovou, vytvořenou ze dvou ekvivalentů L-izoleucin. Tento krok tvoří N-oxid senecioninu, který se následně redukuje za vzniku senecioninu.[17]

Senecionin má základní strukturu retronecin, an nenasycené pyrrolizid, s 12členným lakton kroužek připevněný k jádru.[18] The dusík atom v jádru pyrrolizidinu je slabě bazický s odhadem pKa z 5.9.[19]

Biosyntéza senecioninu[20]


Metabolismus a mechanismus účinku

Po perorálním požití je senecionin absorbován z gastrointestinální trakt. Když dosáhne játra, je metabolizován třemi cestami: N-oxidace, oxidace, a hydrolýza esteru. N-oxidace a hydrolýza jsou detoxikační cesty a produkty těchto reakcí jsou konjugovány a vylučovány ledviny. Nicméně N-oxid může být přeměněn zpět na senecionin pomocí cytochrom P-450 (CYP450) monooxygenázy. Oxidace senecioninu na příslušný dehydropyrrolizidin je zodpovědná za jeho toxické účinky.[21]

V toxické cestě je 2-pyrrolin v jádru je desaturován oxidační reakcí za vzniku a pyrrolický ester. Tento metabolit může být následně následně vyloučen, pokud ano konjugovaný s glutathionem. Tento metabolit je však toxický, protože může působit jako elektrofil. Může být napaden kterýmkoli z nich DNA základní páry nebo aminokyselina zbytky v jaterní bílkoviny, což vede k tvorbě toxických látek adukty, počítaje v to zesítěný adukty mezi páry bází DNA, jaterními proteiny nebo obojím.[22] Tyto adukty mohou poškodit DNA, což vede k genotoxicita a karcinogeneze a jaterní enzymy a hepatocyty, vedoucí k hepatotoxicita.[23]

Metabolismus a mechanismus účinku toxicity pyrrolizidinových alkaloidů. Nuc =nukleofilní proteinový zbytek nebo DNA báze[24]

Biologie a společnost

Danaus chrysippus motýli konzumují senecionin, aby odpudili predátory prostřednictvím a obranný mechanismus a vyrábět feromony[25][26]

The Senecio rostliny podrost a ambrózie jsou oba běžné a vyskytují se v mnoha oblastech, nejčastěji jako plevel na obdělávané půdě. Společný starček je v Evropě zvláště rozšířená a je za ni odpovědná hospodářská zvířata otravy a úmrtí při jeho konzumaci. V Africe, Austrálii a Spojených státech Chřestnatec Bylo zjištěno, že druhy, keřovité byliny, jsou odpovědné za podobné úhyny hospodářských zvířat. Koně se zdají být obzvláště citliví na otravu senecioninem požitím ragwortu. Mezi příznaky otravy u koní (známé jako „potácení koní“) patří nervozita, zívání, únava a nestabilní chůze.[27]

Některé druhy se vyvinuly tak, aby ve svůj prospěch využily senecionin. Danaus chrysippus motýli mohou bezpečně konzumovat rostliny obsahující senecionin, díky čemuž chutnají velmi hořce, a proto nechutně chutnají dravcům.[28] Tato adaptace je také přítomna u kobylky rodu Zonocerus[29] a housenky z Cinnabar můra.[30] Dodatečně, D. chrysippus jsou schopni převést senecionin na feromony nezbytné pro úspěšné páření. V důsledku toho experimenty ukázaly, že muži zbavení pyrrolizidinových alkaloidů, včetně senecioninu, ve své stravě jsou méně úspěšní při páření.[31]

Byliny obsahující senecionin byly použity v lidová medicína pro léčbu diabetes mellitus, krvácení, hypertenze a jako děložní stimulant, přestože neexistují žádné doložené důkazy o tom, že je účinný pro kteroukoli z těchto podmínek, a drtivý důkaz jeho toxicity.[32]

U lidí způsobil chléb kontaminovaný ragwortem otravu senecioninem (stav, který se lidově nazývá „otrava chlebem“ Jižní Afrika ). V Západní Indie, otravy byly hlášeny z konzumace bylinné čaje vyrobeno s Chřestnatec.[33]

Viz také

  • Riddelliine, blízce příbuzný pyrrolizidinový alkaloid

Reference

  1. ^ Smith, L. W .; Culvenor, C. C. J. (březen 1981). "Rostlinné zdroje hepatotoxických pyrrolizidinových alkaloidů". Journal of Natural Products. 44 (2): 129–152. doi:10.1021 / np50014a001. PMID  7017073.
  2. ^ Fu, Peter P .; Xia, Qingsu; Lin, Ge; Chou, Ming W. (2004). „Pyrrolizidinové alkaloidy - genotoxicita, metabolické enzymy, metabolická aktivace a mechanismy“. Recenze metabolismu drog. 36 (1): 1–55. doi:10.1081 / DMR-120028426. PMID  15072438. S2CID  13746999.
  3. ^ MATTOCKS, A. R. (únor 1968). "Toxicita pyrrolizidinových alkaloidů". Příroda. 217 (5130): 723–728. Bibcode:1968 Natur.217..723M. doi:10.1038 / 217723a0. PMID  5641123. S2CID  4157573.
  4. ^ Stegelmeier, BL; Colegate, SM; Brown, AW (29. listopadu 2016). „Toxicita, cytotoxicita a karcinogenita dehydropyrrolizidinových alkaloidů“. Toxiny. 8 (12): 356. doi:10,3390 / toxiny8120356. PMC  5198550. PMID  27916846.
  5. ^ Komplexní toxikologie. McQueen, Charlene A., 1947- (2. vyd.). Oxford: Elsevier. 2010. ISBN  978-0-08-046884-6. OCLC  697121354.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  6. ^ A b C Komplexní toxikologie. McQueen, Charlene A., 1947- (2. vyd.). Oxford: Elsevier. 2010. ISBN  978-0-08-046884-6. OCLC  697121354.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  7. ^ Moreira, Rute; Pereira, David M .; Valentão, Patrícia; Andrade, Paula B. (06.06.2018). „Pyrrolizidinové alkaloidy: chemie, farmakologie, toxikologie a bezpečnost potravin“. International Journal of Molecular Sciences. 19 (6): 1668. doi:10,3390 / ijms19061668. ISSN  1422-0067. PMC  6032134. PMID  29874826.
  8. ^ Moreira, Rute; Pereira, David M .; Valentão, Patrícia; Andrade, Paula B. (06.06.2018). „Pyrrolizidinové alkaloidy: chemie, farmakologie, toxikologie a bezpečnost potravin“. International Journal of Molecular Sciences. 19 (6): 1668. doi:10,3390 / ijms19061668. ISSN  1422-0067. PMC  6032134. PMID  29874826.
  9. ^ Komplexní toxikologie. McQueen, Charlene A., 1947- (2. vyd.). Oxford: Elsevier. 2010. ISBN  978-0-08-046884-6. OCLC  697121354.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  10. ^ Stegelmeier, B.L .; Edgar, J. A .; Colegate, S. M .; Gardner, D. R .; Schoch, T. K.; Coulombe, R. A .; Molyneux, R. J. (1999). "Rostliny pyrrolizidinu alkaloidů, metabolismus a toxicita". Journal of Natural Toxins. 8 (1): 95–116. ISSN  1058-8108. PMID  10091131.
  11. ^ Komplexní toxikologie. McQueen, Charlene A., 1947- (2. vyd.). Oxford: Elsevier. 2010. ISBN  978-0-08-046884-6. OCLC  697121354.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  12. ^ Moreira, Rute; Pereira, David M .; Valentão, Patrícia; Andrade, Paula B. (06.06.2018). „Pyrrolizidinové alkaloidy: chemie, farmakologie, toxikologie a bezpečnost potravin“. International Journal of Molecular Sciences. 19 (6): 1668. doi:10,3390 / ijms19061668. ISSN  1422-0067. PMC  6032134. PMID  29874826.
  13. ^ A b Komplexní toxikologie. McQueen, Charlene A., 1947- (2. vyd.). Oxford: Elsevier. 2010. ISBN  978-0-08-046884-6. OCLC  697121354.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  14. ^ Dewick, M, Paul (4. února 2009). Léčivé přírodní produkty. wiley online. 324–325. doi:10.1002/9780470742761. ISBN  9780470742761.
  15. ^ Ober, D .; Hartmann, T. (1999). „Homospermidin syntáza, první enzym specifické pro biosyntézu pyrrolizidinových alkaloidů, se vyvinula z deoxyhypusin syntázy“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 96 (26): 14777–82. doi:10.1073 / pnas.96.26.14777. PMC  24724. PMID  10611289.
  16. ^ Schramm, S; Köhler, N; Rozhon, W (30. ledna 2019). „Pyrrolizidinové alkaloidy: biosyntéza, biologické aktivity a výskyt v rostlinách“. Molekuly (Basilej, Švýcarsko). 24 (3): 498. doi:10,3390 / molekuly 24030498. PMC  6385001. PMID  30704105.
  17. ^ Schramm, S; Köhler, N; Rozhon, W (30. ledna 2019). „Pyrrolizidinové alkaloidy: biosyntéza, biologické aktivity a výskyt v rostlinách“. Molekuly (Basilej, Švýcarsko). 24 (3): 498. doi:10,3390 / molekuly 24030498. PMC  6385001. PMID  30704105.
  18. ^ Byli, Obuya; Benn, Michael; Munavu, Raphael M. (březen 1991). „Pyrrolizidinové alkaloidy ze Senecio hadiensis“. Journal of Natural Products. 54 (2): 491–499. doi:10.1021 / np50074a022.
  19. ^ "Senecionine". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 23. dubna 2020.
  20. ^ Schramm, S; Köhler, N; Rozhon, W (30. ledna 2019). „Pyrrolizidinové alkaloidy: biosyntéza, biologické aktivity a výskyt v rostlinách“. Molekuly (Basilej, Švýcarsko). 24 (3): 498. doi:10,3390 / molekuly 24030498. PMC  6385001. PMID  30704105.
  21. ^ Moreira, Rute; Pereira, David M .; Valentão, Patrícia; Andrade, Paula B. (06.06.2018). „Pyrrolizidinové alkaloidy: chemie, farmakologie, toxikologie a bezpečnost potravin“. International Journal of Molecular Sciences. 19 (6): 1668. doi:10,3390 / ijms19061668. ISSN  1422-0067. PMC  6032134. PMID  29874826.
  22. ^ Zhu, L; Xue, J; Xia, Q; Fu, PP; Lin, G (únor 2017). „Dlouhá perzistence pyrrolizidinových alkaloidů odvozených DNA aduktů in vivo: kinetická studie po jednorázové a vícenásobné expozici u samců myší ICR“. Archivy toxikologie. 91 (2): 949–965. doi:10.1007 / s00204-016-1713-z. PMID  27125825. S2CID  7962889.
  23. ^ Moreira, Rute; Pereira, David M .; Valentão, Patrícia; Andrade, Paula B. (06.06.2018). „Pyrrolizidinové alkaloidy: chemie, farmakologie, toxikologie a bezpečnost potravin“. International Journal of Molecular Sciences. 19 (6): 1668. doi:10,3390 / ijms19061668. ISSN  1422-0067. PMC  6032134. PMID  29874826.
  24. ^ Moreira, R; Pereira, DM; Valentão, P; Andrade, PB (5. června 2018). „Pyrrolizidinové alkaloidy: chemie, farmakologie, toxikologie a bezpečnost potravin“. International Journal of Molecular Sciences. 19 (6): 1668. doi:10,3390 / ijms19061668. PMID  29874826.
  25. ^ Edgar, J. A .; Cockrum, P. A .; Frahn, J. L. (prosinec 1976). „Pyrrolizidinové alkaloidy v Danaus plexippus L. a Danaus chrysippus L.“. Experientia. 32 (12): 1535–1537. doi:10.1007 / BF01924437. S2CID  27664625.
  26. ^ Biologie australských motýlů. Publikování CSIRO. ISBN  9780643105140.
  27. ^ Vickery, Margaret (2010). "Rostlinné jedy: jejich výskyt, biochemie a fyziologické vlastnosti". Vědecký pokrok. 93 (Pt 2): 181–221. doi:10.3184 / 003685010X12729948220326. ISSN  0036-8504. PMID  20681322. S2CID  29455831.
  28. ^ Edgar, J. A .; Cockrum, P. A .; Frahn, J. L. (prosinec 1976). „Pyrrolizidinové alkaloidy v Danaus plexippus L. a Danaus chrysippus L.“. Experientia. 32 (12): 1535–1537. doi:10.1007 / BF01924437. S2CID  27664625.
  29. ^ Housecroft, Catherine E. (2018-03-30). "Tolerující toxiny: kobylky, které se hodují na pyrrolizidinové alkaloidy §" (PDF). Chimia. 72 (3): 156–157. doi:10.2533 / chimia.2018.156. ISSN  0009-4293. PMID  29631671.
  30. ^ "Můra rumělka". Scrapbook časopisu Nature Observer. Červen 2007. Citováno 2020-04-22.
  31. ^ Biologie australských motýlů. Publikování CSIRO. ISBN  9780643105140.
  32. ^ Blumenthal, ed., M. Kompletní monografie Německé komise E, Terapeutický průvodce bylinnými léky. Americká botanická rada. str. 376. ISBN  096555550X.CS1 maint: další text: seznam autorů (odkaz)
  33. ^ Vickery, Margaret (2010). "Rostlinné jedy: jejich výskyt, biochemie a fyziologické vlastnosti". Vědecký pokrok. 93 (Pt 2): 181–221. doi:10.3184 / 003685010X12729948220326. ISSN  0036-8504. PMID  20681322. S2CID  29455831.