thumb|Model wstęgowy struktury rycyny Rycyna – białko o silnych właściwościach toksycznych pochodzące z rącznika pospolitego (Ricinus communis z rodziny Euphorbiaceae). Wszystkie części rośliny zawierają rycynę, ale największe jej stężenie (od 1 do 5%) występuje w nasionach. Jako substancja białkowa z grupy lektyn nie miesza się z olejami, co umożliwia produkcję nieszkodliwego dla ludzi oleju rycynowego (który nie zawiera rycyny).
Jako pierwszy niezwykłe właściwości biologiczne rycyny zauważył w 1888 roku Hermann Stillmark. Była to pierwsza z wykrytych lektyn (aglutynin), tj. białek łączących się nieenzymatycznie z receptorami cukrowymi na błonach komórkowych.
Działanie rycyny na organizmy żywe Rycyna wywołuje gwałtowne wymioty i biegunkę, a także silne przekrwienie narządów układu pokarmowego i nerek spowodowane aglutynacją (zlepianiem) krwinek i wytrącaniem fibryny do krwi.
Oddziaływanie rycyny na komórkę eukariotyczną Rycyna składa się z dwóch łańcuchów białkowych mających 267 (RTA) i 262 (RTB) aminokwasów połączonych mostkiem dwusiarczkowym. Łańcuch RTB jest lektyną, tj. łańcuchem, który łączy się jako ligand z galaktozą – składnikiem wielu receptorów na błonie komórkowej (zwłaszcza makrofagów i komórek siateczki). Istnieje także bliżej nieznany mechanizm wykorzystania cząsteczek mannozy w toksycznym działaniu rycyny.
Łańcuch RTA należy do białek inaktywujących rybosomy (ribosome inactivating protein, RIP). Jest on enzymem (N-glikozydazą RNA) usuwającym adeninę z łańcucha RNA (jedna cząsteczka w ciągu minuty niszczy 1500 rybosomów, będąc w stanie inaktywować 50 tys. rybosomów)Warto zauważyć przy tym, że wiele roślin (np. jęczmień) wytwarza białko RTA, które jest nietoksyczne, gdyż nie tworzy łańcucha RTB..
Trucizna wnika do komórki po związaniu się łańcucha B z receptorem cukrowym na błonie komórkowej i wytworzeniu pęcherzyka pinocytarnego oraz endosomu. Część endosomów jest trawiona przez lizosomy, część jest wydzielana (egzocytoza), inne łączą się z aparatem Golgiego. W aparacie Golgiego odłączany jest RTB, natomiast RTA przepływa do cytozolu, wykorzystując szlak ERAD (niszczenia nieprawidłowych białek: ubikwityna i proteosomy). W cytozolu łańcuch A wymyka się ze szlaku ERAD i niszczy rybosomy (blokowanie przyłączenia się do rybosomu czynnika translacyjnego EF-2, elongation factor 2).
Zatrucie rycyną Zatrucie rycyną powoduje śmierć w ciągu kilkudziesięciu godzin (w przypadku zatrucia pokarmowego trucizna może się wchłaniać nawet do 5 dni).
Początkowe objawy są niecharakterystyczne: gorączka, osłabienie, grypopodobne bóle mięśni (czasem ich skurcze), nudności, objawy odwodnienia, rozszerzenie źrenic, leukocytoza.
Później dominują objawy związane z drogą wniknięcia trucizny: Iniekcja Silny ból w miejscu wstrzyknięcia, powiększenie węzłów chłonnych, bezmocz. Zatrucie pokarmowe Bóle brzucha, wymioty, biegunka, powiększenie wątroby i śledziony, hipoglikemia, owrzodzenia przewodu pokarmowego w badaniu endoskopowym, objawy niewydolności nadnerczy, anuria. Zatrucie wziewne Kaszel, duszności, cechy niedotlenienia i toksycznego obrzęku płuc.
U robotników pracujących na plantacjach rącznika obserwowano objawy alergiczne spowodowane pyłem roślinnym (obrzęk błony śluzowej nosa i dróg oddechowych, zaczerwienienie spojówek, pokrzywka, objawy dusznicy oskrzelowej o nagłym początku)Niektóre z informacji w niniejszym rozdziale są ekstrapolacją doświadczeń na małpach i innych zwierzętach, ponieważ naukowe badania działania rycyny na organizm człowieka ze względu na ogromną toksyczność tej trucizny prowadzone są w bardzo ograniczonym zakresie..
Patologia zatrucia pokarmowego rycyną Przewód pokarmowy Zmiany patologiczne pojawiają się po około 36 godzinach od połknięcia. Największe zmiany dotyczą tkanki limfatycznej przewodu pokarmowego; prowadzą one do owrzodzeń i zmian krwotocznych w ścianie jelita cienkiego (zwłaszcza w grudkach chłonnych) oraz do zmian martwiczo-krwotocznych w węzłach chłonnych krezki. Śledziona Ogniska martwicy w miazdze białej. Wątroba Martwica komórek Kupffera, zakrzepica, ogniska martwicy hepatocytów (w następstwie – hipoglikemia). Nerki Martwica nabłonków kanalików nerkowych, następnie ciężkie zaburzenia wodno-elektrolitowe (w następstwie – mocznica), odwodnienie (w następstwie – zapaść). Obserwowano także porażenie nerwów czaszkowych i cechy niewydolności nadnerczy.
Patologia zatrucia parenteralnego rycyną Objawy ogólne zatrucia pojawiają się kilkanaście godzin po wstrzyknięciu domięśniowym. Ogólnie zmiany są podobne do obserwowanych przy zatruciu pokarmowym, z największym nasileniem zmian w jelicie cienkim (po około 36 godzinach od wstrzyknięcia). Miejsce wstrzyknięcia Martwica mięśni, powiększenie okolicznych węzłów chłonnych. Przewód pokarmowy Apoptoza komórek nabłonka w obrębie krypt, intensywny naciek komórek plazmatycznych i makrofagów w obrębie blaszki właściwej, martwica komórek limfoidalnych w grudkach chłonnych; później zmiany wrzodziejące i krwotoczne w ścianie jelita cienkiego. Węzły chłonne Zatarcie struktury grudkowej, martwica limfocytów, wylewy krwi w zatokach, erytrofagocytoza. Śledziona Martwica limfocytów, zwłaszcza w obszarze wokół tętniczek centralnych. Wątroba Martwica komórek Kupfera, zakrzepica, ogniska martwicy hepatocytów (później – hipoglikemia). Nerki Martwica nabłonków kanalików nerkowych prowadząca do ciężkich zaburzeń wodno-elektrolitowych (w następstwie – mocznica), odwodnienie (w następstwie – zapaść).
Patologia zatrucia wziewnego rycyną Płuca i drogi oddechowe Zmiany patologiczne pojawiają się po 8–12 godzinach od inhalacji (pojawia się wysięk białkowy w drogach oddechowych i toksyczny obrzęk płuc). Rycyna łączy się z komórkami urzęsionymi nabłonka błony śluzowej, makrofagami, pneumocytami (w następstwie – uszkodzenie surfaktantu) i komórkami śródbłonka, powodując uogólniony zespół przesiąkania (w następstwie – ciężkie zaburzenia wodno-elektrolitowe): włóknikowo-ropne zapalenie płuc, ostre owrzodzenia dróg oddechowych o charakterze martwiczo-krwotocznym, wysięk wewnątrzpęcherzykowy z obrzękiem okołonaczyniowym (obrzęk toksyczny płuc). Węzły chłonne śródpiersia Ostre zapalenie ropne z martwicą. Nadnercza Nacieki zapalne.
Rycyna jako broń biologiczna W czasie I wojny światowej opracowano pociski wypełnione talkiem nasączonym rycyną oraz badano możliwości wytwarzania aerozolu (tzw. agent W). Nie znano jednak wówczas jeszcze odtrutki na rycynęOstatnio udało się wytworzyć eksperymentalne szczepionki, przechodzące obecnie fazę badań klinicznych., eksperymenty więc zawieszono. W czasie II wojny wyprodukowano ok. 1700 kg czystej rycyny do eksperymentów oraz opracowano metody jej krystalizacji i proszkowania. Przygotowywano także bomby chemiczne z rycyną.
Rycyna w rękach przestępców, służb specjalnych i terrorystów Najgłośniejszym echem w świecie odbiło się użycie rycyny 7 września 1978, kiedy agent KGB zabił w Londynie bułgarskiego dysydenta Georgi Markowa przez wstrzelenie podskórnePrzy użyciu specjalnie skonstruowanego mechanizmu sprężynowo-pneumatycznego ukrytego w parasolu. ok. 0,5 mg rycyny w platynowej kulce o średnicy 1,6 mm z mikroskopijnymi otworami, przez które rycyna przedostała się do organizmu Markowa. Inny atak, dokonany 10 dni wcześniej, bo 28 sierpnia w paryskim metrze w ten sam sposób na innego dysydenta, Władimira Kostowa, nie powiódł się; zaatakowany przeżył zamach dzięki temu, że miał na sobie tego dnia gruby sweter i kula nie weszła dostatecznie głęboko.
W 1995 roku amerykańska lekarz onkolog Deborah Green została skazana w Kansas City za próbę zabójstwa męża za pomocą rycyny (również drogą parenteralną).
Podejmowane też były próby ataku z użyciem rycyny obliczone na zatrucie poprzez skóręZatrucie tą drogą w przypadku zdrowej, nieuszkodzonej skóry jest mało prawdopodobne.. M.in. w 1991 roku członkowie organizacji Minnesota Patriots’ Council (tzw. milicji) gromadzili rycynę w celu dokonania ataku terrorystycznego, a w roku 2003 rycynę wykryto w pewnej liczbie listów wysłanych do Białego Domu. W 2011 r. amerykańskie służby specjalne poinformowały opinię publiczną o wykryciu próby ataku terrorystycznego na terenie USA za pomocą rycyny. Zamachowcy planowali rozpylić 4,5 kg tej substancji w kilku amerykańskich miastach. W kwietniu 2013 roku rycynę wykryto w dwóch listach na terenie Białego Domu. Przesyłki zaadresowane były do prezydenta Baracka Obamy oraz jednego z senatorów. Możliwy jest także atak chemiczny przy użyciu rycyny przez drogi oddechowe.
Pokarmowe zatrucia rycyną Tego rodzaju zatrucia powstają zazwyczaj w wyniku przypadkowego zatrucia nasionami rącznika – zwłaszcza u dzieci. Białko rycyny jest częściowo trawione w przewodzie pokarmowym; szacuje się, że śmiertelność przy zatruciu nasionami wynosi ok. 1,9% (znanych jest 14 pewnych przypadków zgonów z powodu zjedzenia kilkunastu nasion).
Doświadczenia z rycyną w lecznictwie W latach pięćdziesiątych XX w. rycynę (oraz bardzo podobną truciznę roślinną – abrynę) wypróbowywano jako potencjalne chemioterapeutyki w onkologii (w I fazie prób klinicznych). Były one podawane dożylnie, w dawceW onkologii dawki leków oblicza się według specjalnych wzorów na 1 m² powierzchni ciała. 18–20 μg/m². Z objawów niepożądanych obserwowano grypopodobne bóle mięśniowe, nudności i wymioty. W dwóch wypadkach (z podaniem abryny) doszło do zgonów z objawami uszkodzenia układu nerwowego i drgawkami. Obecnie są prowadzone badania nad wykorzystaniem rycyny w onkologii jako immunotoksyny.
Zobacz też Rycynina
Uwagi
Przypisy
Kategoria:Białka Kategoria:Biologiczna broń toksynowa