ЕКОЛОГІЧНА БІОХІМІЯ - Навчальний посібник - В. М. Ісаєнко 2005

Розділ 7. ДІЯ ОТРУТ ГРИБІВ НА ЛЮДИНУ

7.2. Структура сильнодіючих отрут грибів та прояв їхньої дії

Рис. 7.1. Структура мускарину

У плодових тілах мухоморів виявлено ряд отруйних сполук, які мають мускаринподібну дію, зокрема мускаридин, мусцимол, іботенову кислоту (рис. 7.2), буфотенін (див. рис. 6.38), а також багато ізомерів і аналогів мускарину (аломускарин, дезетермускарин, аломускарон, дегідромускарон, епіаломускарин, епімускарин, метилфурметин та ін.).

Рис. 7.2. Структура мускаридину, мусцимолу та іботенової кислоти

Симптомами отруєння мускарином та подібними до нього речовинами є звуження зіниць, порушення зору, посилене потовиділення, слино- та слизовиділення, сповільнення ритмів серця, посилення перистальтики, падіння кров’яного тиску, порушення дихання, застій крові в малому колі кровообігу та ін.

Мускарин впливає на периферійну нервову систему, хімічним медіатором клітин якої є ацетилхолін. Припускається, що мускарин має структурні елементи, необхідні ацетилхоліну для його зв’язування з рецептором. Це й дає йому змогу ефективно зв’язуватися з рецепторами ацетилхоліну. Якщо ацетилхолін здатний ацетилхолін-естеразами гідролізуватися до ацетату та холіну, то мускарин, незважаючи на деяку подібність будови з ацетилхоліном, не перетворюється ацетилхолінестеразою. Специфічного механізму, який від’єднував би мускарин від ацетилхолінового рецептора, не існує, тому дія цієї речовини досить тривала.

Не всі синапси, які сприймають ацетилхолін як нейромедіатор, здатні активуватися мускарином. Мабуть, є синапси, що потребують специфічної конформації ацетилхоліну, не притаманної мускарину. Тому ацетилхолінові рецептори, які активуються мускарином, називають мускириновими рецепторами (М-холінорецептори). До них належать постгангліонарні парасимпатичні рецептори непосмугованої мускулатури та залоз, а також холіненергічні сполучення між нервами й посмугованими м’язами. Останні активуються нікотином і називаються нікотиновими рецепторами (Н-холінорецептори).

Сильними галюциногенами є отрути, які продукуються багатьма грибами роду Psilocybe (Psiiocybe cubensis, Psilocybe mexicana, що поширені в країнах Латинської Америки та Карибського регіону, Psilocybe semiienceata, поширений у країнах Скандинавії та в Європейській частині Російської Федерації та ін.), Panaeolina, Panaeolus, Copelandia, Gonocybe, Gymnopihis, Stropharia, Pluteus. Загалом, ці галюциногенні гриби розповсюджені по всьому світу. У країнах Середньої та Північної Європи поширені галюциногенні гриби Panaeolus subbalteatus.

У цих грибах виявлено галюциногенні речовини з групи індолів (похідних 2,3-бензиіролу) — псилоцибін (фосфатний етер 4-оксиди- метил-триптаміну) та його дефосфорильоване похідне псилоцин (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Структура псилоцибіну та псилоцину

Серед індолів є значна кількість фармакологічно активних сполук, наприклад, триптофан (незамінна амінокислота), триптамін, серотонін, ряд природних алкалоїдів. Окрім псилоцибіну та псилоцину до індолів належать, зокрема, і такі відомі галюциногени, як диетиламід лізергінової кислоти та мескалін.

Уперше псилоцибін було виділено з псилоцибе мексиканського (Psilocybe шехісапа). Характер дії псилоцибіну (як і інших отрут) залежить від дози, виникнення стану загального нервового розслаблення, зміни настрою до появи галюцинації, порушення координації, сповільнення серцевих скорочень. У разі споживання людиною понад 6 мг псилоцибіну виникають тахікардія, гіпертензія, підвищення температури, нудота, блювання.

До дії галюциногенних отрут грибів немає звикання, але тривале їх уживання викликає небезпечні психічні захворювання, виникнення порушень у корі головного мозку, діяльності серцево-судинної системи.

У грибах роду Psilocybe виявлено ще два алколоїди — беоцистин та норбеоцистин, які викликають залежно від дози відчуття сп’яніння, усування від дійсності, загального розслаблення, невагомості тощо. Наприклад, у грибах Psilocybe semilanceata міститься (у розрахунку на сухі гриби) до 2 % основного активного інгредієнта псилоцибіну, слідові кількості псилоцину й до 0,3 % беоцистину. Останній є диметильованим похідним псилоцибіну. Незважаючи на те, що беоцистин та норбеоцистин містяться в плодових тілах грибів у невеликій кількості, вони можуть спричиняти патологічний процес у корі головного мозку: утворюється серотонін, підвищення концентрації якого, як і порушення триптофанового обміну, призводить до розвитку психічних захворювань.

Найнебезпечнішими, як уже зазначалося, є отрути грибів, які проявляють гепатонефротропну дію. Такими речовинами є отрути блідої поганки (Amanita phalloides). їх поділяють на дві групи: фалотоксини, що вражають ендоплазматичну сітку, та аманітатоксини, що діють повільніше, але майже в 20 разів отруйніші, ніж перші. Ці речовини є біциклічними гектапептидами, які містять індольне кільце, а також тіоетерний зв’язок між цистеїном і триптофаном.

Усі фалотоксини мають подібний склад і будову, але існують відмінності в бічних ланцюгах. Ці бічні ланцюги є дериватом лейцину, який у у-положенні містить гідроксильну групу (ОН). Структуру деяких фалотоксинів наведено на рис. 7.4, а бічних ланцюгів таких речовин — у табл. 7.1.

Серед фалотоксинів першим було виділено й досліджено фалоїдин. Механізм дії інших фалотоксинів подібний до дії фалоїдину. Ці отрути потрапляють у печінку з кров’ю, викликають збільшення об’єму цього органа в 2—3 рази за рахунок надмірної акумуляції крові. Подальше нагромадження в печінці крові може призвести до

смерті від геморагічного шоку. У разі впливу фалотоксинів у гепатоцитах з’являються вакуолі, які утворюються внаслідок утягування плазматичної мембрани всередину клітин. Цей процес супроводжується відпливом з гепатоцитів іонів калію і цитоплазматичних ферментів, зниженням рівня глікогену й АТФ, зменшенням у мембранах вмісту холестеролу і збільшенням концентрації фосфоліпідів, що в сукупності з іншими проявами дії фалотоксинів може привести до руйнування плазматичної мембрани гепатоцитів і тканини печінки в цілому.

Рис. 7.4. Структура фалотоксинів

Таблиця 7.1

СТРУКТУРА БІЧНИХ ЛАНЦЮГІВ ФАЛОТОКСИНІВ

Один із проявів дії фалотоксинів — порушення структурних перебудов мікрофіламентів гепатоцитів, пригнічення процесів їх транс- локації в клітинах. Це пов’язано з тим, що фалотоксини при зв’язуванні з актином або актиноподібними білками викликають їх полімеризацію.

Інша група отрут блідої поганки — аманітатоксини. Вони мають між собою подібну структуру, містять індольне кільце в системі кілець із тіоловим містком, а бічні ланцюги становлять деривати ізолейцину. Структура аманітатоксинів наведена на рис. 7.5, а бічних ланцюгів конкретних отрут — у табл. 7.2.

Рис. 7.5. Структура аманітатоксинів

Таблиця 7.2

СТРУКТУРА БІЧНИХ ЛАНЦЮГІВ АМАНІТАТОКСИНІВ

Аманітатоксини α- і β-аманіти, які є основними токсичними сполуками грибів роду Amanita, виявлено також у грибах ряду видів роду Galerina, зокрема в галерині облямовані (Galerina marginata).

Циклічний декалептцд блідої поганки антаманід (рис. 7.6), який складається тільки з L-амінокислот, конкурує з фалоїдином за місця зв’язку й цим самим зменшує токсичні ефекти фалоїдину й певного мірою також α-аманітину.

Рис. 7.6. Структура антаманіду

У плодовому тілі блідої поганки в природних умовах антаманід міститься в дуже малій кількості й не впливає на дію її токсинів.

Найчутливішими до дії аманітатоксинів є клітини, які характеризуються високою швидкістю білкового синтезу — печінки, нирок, слизової оболонки тонкого кишечнику. За дії аманітів (основну кількість досліджень проведено з α-аманітом) спостерігається зниження вмісту глікогену в печінці внаслідок блокування перетворення глюкози в глікоген, знижується вміст АТФ, піровиноградної й молочної кислот.

Високочутливою до дії аманітатоксинів є ДНК-залежна РНК-полімераза II, яка бере участь у синтезі РНК в еукаріотичних клітинах. Ці отрути пригнічують синтез ІРНК на стадії елонгації, тобто подовження ланцюга ІРНК. Зауважимо, що ДНК-залежна РНК-полімераза III інгібується тільки високими концентраціями аманітатоксинів (а-аманітом у концентрації 10^-6 - 10^-7 моль • л^-1), а РНК-полімераза І не чутлива до цих отрут.

Отрути блідої поганки викликають інтоксикацію, яка проявляється в ураженні шлунково-кишкового тракту (блювота, діарея), печінки, нирок і головного мозку (поява некробіотичних і некротичних змін). У печінці, яка вражається найбільше, виникають локальні крововиливи, руйнування цитоплазматичної мембрани та мембран органел, різке зменшення гранулярного ендоплазматичного ретикулума і рибосом, збільшення об’єму агранулярного ретикулума, апарату Гольджі й кількості вторинних лізосом.

Цитотоксична дія отрут блідої поганки проявляється в її впливі на синтез внутрішньоклітинних ферментів, прямій інгібуючій дії на активність утворених ферментів та непрямій — на ферментні системи через посередництво субстратів.

Під час дослідження отрут мухоморів, зокрема мухомора смердючого (Amanita virosa), мухомора білого (Amanita verna), виявлено отрути, які віднесені до групи віротоксинів і становлять собою геп- тапептиди, які відрізняються від фалотоксинів і аманітатоксинів насамперед наявністю моноциклічної структури з 2-метилсульфаніл- триптофаном, а також дигідроксипроліну. Структуру віротоксинів наведено на рис. 7.7, а бічних ланцюгів — у табл. 7.3.

Рис. 7.7. Структура віротоксинів

Відомі також ізомери наведених у табл. 7.3 віротоксинів, зокрема дезоксивіродин, аладезоксивіродин, дезоксивірозин.

Токсична дія віротоксинів, зокрема вірозину, проявляється в ураженні нирок, жировому переродженні печінки, зменшенні об’єму селезінки, порушенні кровообігу та вестибулярного апарата та ін.

Таблиця 7.3

СТРУКТУРА БІЧНИХ ЛАНЦЮГІВ ВІРОТОКСИНІВ

Отрути павутинника оранжево-червоного (Cortinarius arellanus) за своєю будовою та дією найближчі до отрут блідої поганки. У цьому грибі виявлено 10 отрутних речовин, серед яких найвивченішими є гржималін, безонін а і безонін b, кортинарин. Усі отрути павутинника оранжево-червоного становлять собою поліпептиди. Симптоми отруєння ними проявляються після відносно довготривалого латентного періоду (3 — 14 діб), і проявом є поява сухості в роті, сильної спраги, нудоти, блювання, проносу, болю в ділянці крижів та головного болю, часто спостерігається уремія, що може викликати смерть.

Отруйність деяких грибів проявляється за одночасного їх уживання в їжу з алкоголем. До таких грибів належать деякі види роду Coprinus, зокрема гнойовик сірий (Coprinusatramentarius), дубовик- синяк (Boletus buridus) та ін. При вживанні цих грибів з алкоголем через 0,5—2 год помічається почервоніння обличчя, частина тіла стає фіолетовою, а кінчик носа та вушні мочки — блідими. Водночас підвищується температура та прискорюється серцебиття, з’являються сильна спрага, блювання, пронос, порушується зір тощо. Через деякий час усі симптоми отруєння зникають та з’являються знову при вживанні алкоголю. Отрута, яку виявлено в гнойовику сірому, за своїм хімічним складом є гідроксициклопропілглютаміном і має назву коприн. Розчиняючись в алкоголі, вона проникає в кров, а відтак — у печінку.

Варто пам’ятати, що в деяких людей спостерігається ідіосинкразія до грибів. У цьому разі вживання в їжу навіть їстівних грибів призводить до отруєння, яке супроводжується різкими болями в животі, блюванням, проносом, висипами. Таким людям уживання грибів у їжу протипоказано. Гриби не рекомендується вживати при хворобах печінки, нирок, запальних процесах шлунково- кишкового тракту.