Фармакогнозія з основами біохімії рослин - Ковальов В. М. 2004

Спеціальна частина
Пептиди та білки
Токсини пептидної та білкової природи

Токсини (від грецьк. toxikon — отрута) — речовини, які викликають порушення біохімічних процесів, внаслідок чого виникають симптоми інтоксикації, а при важких ураженнях — загибель організму.

Токсини мають поліпептидну, білкову або небілкову природу. За походженням вони поділяються на три групи: токсини мікроорганізмів, рослинні токсини (фітотоксини) і тваринні токсини (зоотоксини).

Токсини бактерій поділяють на екзо- і ендотоксини. Перші, наприклад токсини, що викликають ботулізм, дифтерію, правець, є простими білками і виділяються в навколишнє середовище бактеріями під час росту. До цієї групи належать токсини грампозитивної мікрофлори. Ендотоксини — це складні білки, які знаходяться в поверхневих шарах клітинної оболонки патогенних грамнегативних бактерій. Ці токсини звільняються після загибелі бактерій. Найбільшу токсичність мають токсини бактерій. Це пов’язано з високою спорідненістю їх з біомішенями.

Найважливішою властивістю токсинів є висока фізіологічна активність, зумовлена їхньою здатністю в малих концентраціях викликати порушення молекулярних механізмів в обмінних та інших процесах організму.

Токсини специфічно діють на різні органи та тканини. У зв’язку з цим розглядають токсини вибіркової дії і цитотоксичні речовини. До першої групи належить, наприклад міотропний крототоксин гримучої змії (Crotalus atrox). Отрути, віднесені до другої групи, викликають порушення біохімічних процесів усіх клітин. Наприклад, рицин, білок з насіння рицини (Ricinus communis), порушує синтез рибосомальних білків різних клітин. Деякі цитотоксини можуть діяти достатньо специфічно на клітини окремих тканин.

Характеристика деяких токсинів та отрут

Надзвичайно токсичні пептиди з деяких видів роду мухомор Amanita: мухомор смердючий (A. virosa), мухомор весняний (A. verna) та ін. Молекули цих сполук — біциклічні поліпептиди. Смертельні отруєння найчастіше спричиняє бліда поганка Amanita phalloides, токсини якої мають циклічну будову і належать до двох груп: аматоксину та фалотоксину.

Аматоксин складається з трьох аманітинів — а, ß, у. Найтоксичніший з них — а-аманітин. Це октапептид, що має у структурі специфічну амінокислоту — L-дигідроізолейцин. Атом сірки молекули цистеїну, зв’язаний із залишком триптофану, поділяє циклопептид на два кільця. Механізм дії аматоксинів на людину і тварин пов’язаний з інгібуванням ДНК-залежної РНК-полімерази. Людський організм не має ферментів для протеолітичного розщеплення аматоксину; крім того, він не руйнується під час нагрівання. Вміст пептиду в плодовому тілі блідої поганки становить 17 мг/100 г свіжої маси гриба. Вживання у їжу лише 50 г свіжих грибів може викликати незворотне пошкодження клітин печінки.

Фалотоксини теж дуже токсичні, але їх резорбція із шлункового тракту йде повільно. Серед пептидів цієї групи домінує фалоїдин — гептапептид, який має у своїй структурі тіоефірний зв’язок між цистеїном та триптофаном. Його токсичні властивості пов’язані з вмістом специфічної амінокислоти — у-гідроксилейцину. Фалотоксини зв’язуються з мембранами гепатоцитів, викликаючи їх порушення.

Деякі мікроскопічні гриби та водорості теж виробляють токсини. Наприклад, гриб з роду пеніцил (Реnісіllіum islandicum) містить циклопептид циклохлоратин з молекулярною масою 572, який діє гепатотоксично, викликаючи респіраторну недостатність, а також геморагічне ушкодження кишечника. Синьо-зелені водорості виду Microcystis aeruginosa продукують мікроцистистоксин — циклодекапептид нейротоксичної дії з молекулярною масою близько 12 000.

Пептидну природу мають денлатоксини А і В, лігатоксин А, форатоксин, віскотоксини А₂ і В — токсичні речовини з омели білої (Viscum album). Ці одноланцюгові поліпептиди з молекулярною масою 4900-6000 містять у молекулі близько 50 амінокислотних залишків. Встановлено, що віскотоксини викликають рефлекторну брадикардію, гіпотензію, звуження судин шкіри і скелетних м’язів — усе це має кардіотоксичний ефект.

Велика кількість фітотоксинів виділена з інших родів родини омелових (Dendroptora, Phoradendron). Токсини кротин І з кротона проносного (Cróton tiglium род. Passiflo aceae) та момордин з індійського огірка (Momódica charontia род. Cucurbitaceae) є поліпептидами з молекулярною масою 72 000 і 23 000 відповідно. Токсин модецин з модеки (Modeca digitata род. Passißoraceae) і волкензин з аденії (Adenia volkensii род: Passifloraceae) являють собою глікопротеїни з молекулярною масою близько 63 000. Усі чотири вищеназвані токсини — інгібітори синтезу білка.

Отрути змій. Зміїна отрута — це секрет отруйних залоз змій. У складній суміші органічних та неорганічних речовин головною токсичною частиною є токсичні білки. В медицині використовують отрути змій родів гадюка, кобра, щитомордник.

Vipera berus L. — гадюка звичайна, Vipera lebetina L. — гюрза, Vipera ursini L. — гадюка степова, род. Viperidae — гадюкові.

Naja oxiana — кобра середньоазіатська, род. Elapidae — аспідові.

Agkistródon blomhoffi — щитомордник східний, Agkistródon halys — щитомордник звичайний, род. Crotalidae — гримучі змії, або канальчатозубі.

У гомеопатії використовують отрути ботропсів, серед яких найпоширенішою є жажарака (жерарака) звичайна — Bóthrops jajaraca L. і гримучник страшний (каскавела) — Crotalus cascavella L., род. Ctotalidae — ямкоголові змії. З родини Elapidae збирають отруту кобри очкової — Naja naja L. (Південна Азія) та коралового аспіда — Elaps corallinus L., який мешкає в лісах Східної Бразилії.

Представники роду гадюка переважно поширені в Європі, аспідові та гримучі змії — в Азії.

Заготівлю отрути проводять один раз на місяць. Найвищий вихід секрету спостерігається у квітні та жовтні; у травні та липні його кількість зменшується. Тільки-но одержана отрута — це в’язка, прозора, безбарвна або жовтувата рідина. Питома вага отрути кобри — 1,046, гюрзи та гадюк — 1,030-1,032. Реакція отрути кобри нейтральна, гадюк та щитомордників — кисла. Дія на отруту води, ефіру, хлороформу, перманганату калію, УФ- та рентгенівського випромінювання призводить до втрати нею токсичності. При заморожуванні та висушуванні властивості секрету зберігаються.

Отрута змій — це комплекс ферментів, білків, амінокислот, мінеральних компонентів, пігментів тощо. Токсичність її зумовлюють білки, підсилюють пошкоджуючу дію високоактивні ферменти.

За характером токсичного впливу отрути змій поділяють на дві групи: геморагічної та нейротропної дії. Отрути геморагічної дії — це отрути гадюкових та гримучої змії, вони містять відповідно токсичні білки — віперотоксин і крототоксин. їхня дія проявляється у руйнуванні еритроцитів, капілярів, утворенні на початку отруєння тромбів, потім порушенні кровоспинної функції та виникненні кровотечі. Отрута кобри містить білок кобротоксин і має нейротропну спрямованість дії. При отруєнні порушується передача нервових імпульсів, спостерігається параліч дихального центру і скелетних м’язів. Окрім того, всі отрути містять ферменти — фосфоліпазу A2, гіалуронідазу, оксидазу L-амінокислот, фосфодіестеразу, 5’-нуклеотидазу; отрути гадюк і щитомордника — протеази, отрута кобри — ферменти ацетилхолінестеразу та лужну фосфотазу.

Отрути змій застосовують для діагностики та лікування захворювань. З них виробляють ін’єкційні препарати й мазі. Ін’єкційні препарати віпраксин і кобротоксин з болезаспокійливою, спазмолітичною, протисудомною дією використовують для лікування невралгій, невритів, радикуліту, захворювань серця, нервової системи, епілепсії; віпералгін — стабілізований розчин отрути гадюки знайшов застосування при атеросклерозі, гіпертонії, неврозах, епілепсії, тромбофлебіті, для усунення болю; епіларктин (епілептозид), стандартизований препарат отрути гримучої змії, використовують при захворюваннях нервової системи, мігрені, хореї; мазі з отрутами змій віпратокс (віпракутан), віпросал, віпразид, віплетокс рекомендовані при люмбаго, міозиті, ревматизмі, невралгії. Крім того, з отрути змій виготовляють антизміїні сироватки. З окремих компонентів отрут, таких як оксидаза L-амінокислот, фосфоліпаза A₂, фосфодіестераза, ендонуклеаза виготовляють хімічні реактиви для діагностики хвороб крові, нервової системи, системних захворювань.

Бджолина отрута — Apitoxinum. Виробляється отруйними залозами бджіл. У бджоли в черевці знаходяться дві отруйні залози, з’єднані з жалом, і резервуар для отрути. Коли бджола впинає жало в шкіру, отрута з резервуара по каналу жала надходить у рану. Відрив жала призводить до загибелі бджоли.

Отруту одержують, подразнюючи бджіл ефіром або електричним струмом. Одна бджола дає приблизно 0,085 мг отрути.

Бджолина отрута — безбарвна густа рідина із запахом меду, гірка та пекуча на смак. Реакція отрути кисла; питома вага — 1,1313. Розчиняється у воді, гірше — у мурашиній кислоті та 60 % етанолі. Не змінює своїх властивостей під дією кислот, температури, лугу, деяких бактерій, ферментів. У сухому стані зберігається декілька років. До її складу входять поліпептиди (мелітин, апамін, мінімін); ферменти (фосфоліпаза А₂, гіалуронідаза); ліпоїди; кислоти (мурашина, хлороводнева, ортофосфорна); амінокислоти (аланін, валін, лейцин, ізолейцин, треонін, лізин, фенілаланін, аргінін, аспарагінова кислота, триптофан, пролін, тірозин, цистин, метіонін, гістидин). Мелітин має загальну токсичну, місцеву подразнювальну дію, пряму гемолітичну і гангліоблокуючу дію, підвищує секрецію глюкокортикоїдів.

Бджолина отрута в малих дозах діє протизапально, спазмолітично, розширює судини, уповільнює згортання крові, знижує рівень холестерину.

Вводять її безпосереднім жалінням (апітерапія); втиранням у шкіру в області хворого органа (мазі вірапін, апізартрон, форапін); за допомогою електрофорезу (таблетки апіфор), ін’єкцій (апізартрон, венапіолін, вірапін).

Препарати бджолиної отрути та апітерапія застосовуються при лікуванні ревматизму, поліартритів, міозитів, радикулітів, невралгій, бронхіальної астми, мігрені, трофічних виразок, гіпертонії, тиреотоксикозів, хвороб очей та ін.