Abrin
| Abrin-a | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Abrin-a struktur (). A - kedjan visas i blått och B -kedjan i oliv. En enda peptid klyvs i de två kedjorna.
| |||||||
| Identifierare | |||||||
| Organism | |||||||
| Symbol | ? | ||||||
| CAS-nummer | 1393-62-0 | ||||||
| UniProt | P11140 | ||||||
| |||||||
| Identifierare | |
|---|---|
| ChemSpider |
|
| KEGG | |
| RTECS-nummer |
|
| UNII | |
| FN-nummer | 3462 |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
Abrin är ett extremt giftigt toxalbumin som finns i fröna från rosenkransärtan (eller jequirityärtan), Abrus precatorius . Det har en dödlig mediandos på 0,7 mikrogram per kilogram kroppsmassa när det ges till möss intravenöst (ungefär 31,4 gånger giftigare än ricin , vilket är 22 mikrogram per kilogram). Den toxiska mediandosen för människor varierar från 10 till 1000 mikrogram per kilogram vid intag och är 3,3 mikrogram per kilogram vid inandning.
Abrin är ett ribosomhämmande protein som ricin , ett toxin som kan hittas i frön från ricinoljeväxten, och pulchellin, ett toxin som finns i fröna från Abrus pulchellus . Abrin klassas som en " utvald agent " enligt amerikansk lag .
Förekomst
Abrin bildas endast i naturen av rosenkransen. De ljust färgade fröna av denna växt innehåller cirka 0,08% abrin. Toxinet finns i fröna och dess frisättning förhindras av fröskalet. Om fröskalet skadas eller förstörs (t.ex. genom att tugga) kan giftet frigöras.
Fysikaliska egenskaper
Abrin är ett vattenlösligt lektin . Abrin i pulverform är gulvit. Det är ett stabilt ämne och tål extrema miljöförhållanden. Även om det är brännbart , polymeriserar det inte lätt och är inte särskilt flyktigt .
Biokemi
Kemiskt är abrin en blandning av fyra isotoxiner, dessa är abrin-a (), -b (), -c () och -d (). Ibland ingår även det giftfria hemagglutininet från Abrus precatorius (; AAG ) som det femte proteinet under samlingsnamnet "abrin".
Abrin-a är den mest potenta av de fyra isotoxinerna, som kodas för av en intronfri gen , och består av två subenheter eller kedjor, A och B. Den primära produkten av proteinbiosyntesen, preproabrin, består av en signalpeptidsekvens , aminosyrasekvenser för subenheter A och B, och en linker. En molekyl av abrin-a har totalt 528 aminosyror och är cirka 65 kDa i massa. Abrin-a bildas efter klyvning av en signalpeptidsekvens och post-translationella modifieringar såsom glykosylering och disulfidbryggbildning i det endoplasmatiska retikulumet (ER). De andra tre abrinerna, liksom agglutininet, har en liknande struktur.
När det gäller struktur är abrin-a besläktat med lektinet ricin som produceras i fröna av Ricinus communis .
Använda sig av
Abrin är inte känt för att ha vapeniserats, men på grund av dess höga toxicitet och möjligheten att bearbetas till en aerosol , är användningen av abrin som ett biologiskt vapen i princip möjlig. Trots detta ger rosenkransen små mängder abrin, vilket minskar risken.
Abrin förekommer naturligt i fröna av rosenkransen, en växt som är vanlig i tropiska regioner som ibland används som ett örtmedicin för vissa tillstånd. Medan det yttre skalet på fröet skyddar dess innehåll från magen hos de flesta däggdjur, punkteras fröskalen ibland för att göra smycken med pärlor. Detta kan leda till förgiftning om ett frö sväljs, eller om sådana smycken bärs mot skadad hud. Abrin har visat sig fungera som ett immunoadjuvans vid behandling av cancer hos möss.
Toxikologi
Symtom på abrinförgiftning inkluderar diarré , kräkningar , kolik , takykardi och skakningar . Död inträffar vanligtvis efter några dagar på grund av njursvikt , hjärtsvikt och/eller andningsförlamning .
Giftighet
Även om det inte finns någon konsensus om nivån av dödlig dos hos människor efter oralt intag, antas det att intaget av 0,1 till 1 mikrogram per kilo kroppsvikt, eller konsumtionen av ett enda frö av rosenkransärtan, kan vara dödlig, men denna information är inte tillräckligt dokumenterad. Enligt andra uppskattningar är LD50- värdet för abrin mellan 10 och 1000 μg/kg och är jämförbart med ricin. Allvarligheten av effekterna av abrinförgiftning varierar beroende på hur ämnet exponeringssätts (oavsett om det andas in, förtärs eller injiceras). Exponering för abrin på huden kan orsaka en allergisk reaktion , indikerad av blåsor , rodnad , irritation och smärta, men det finns inga tecken på toxicitet efter att hudkontakt har gjorts.
Abrin är betydligt giftigare efter intravenös administrering. De erhållna LD 50 -värdena varierar mellan 0,03 och 0,06 μg/kg hos kaniner och mellan 1,25 och 1,3 μg/kg hos hundar, beroende på art. I kliniska studier som involverade cancerpatienter tolererades upp till 0,3 μg/kg intravenöst av abrinimmunotoxin utan utveckling av allvarliga symtom på toxicitet.
Giftigheten av abrin ökar också om det inhaleras. Hos råttor är LD 50 för denna administreringsväg 3,3 μg/kg.
Toxikodynamik
Abrin liknar ricin genom att det också är ett typ 2-ribosominaktiverande protein (RIP-II) och har ett liknande verkningssätt, men abrins effekt är mer potent än ricins. Den toxiska effekten av abrin beror på en intracellulär process i flera steg. Abrin verkar genom att binda till och penetrera kroppens celler, vilket hämmar cellproteinsyntesen efter att ha transporterats till det endoplasmatiska retikulumet (ER). Genom att fästa sin icke-specifikt bindande B-kedja, som fungerar som en haptomer, till kolhydratkedjan i ett glykoprotein på cellytan, förankrar abrinmolekylen sig i cellen och uppslukas sedan, men både specifik och ospecifik bindning resulterar i i upptaget av abrin via endocytos , såväl som aktiveringen av A-kedjan, orsakad av klyvningen av B-kedjan. Den aktiverade A-kedjan av abrin, effektomeren, går sedan in i de inre delarna av cellen, där den klyver en adenin (A4324) nukleobas från 28S rRNA från den stora ribosomala subenheten av en ribosom på eller nära ER, vilket hämmar den vanliga processen. av cellulär proteinsyntes. Utan dessa proteiner kan celler inte överleva. Detta är skadligt för människokroppen och kan vara dödligt även vid små exponeringar. Dessutom kan abrin också binda till celler som specifikt bär mannosreceptorn på sin cellyta, eftersom denna receptor finns i en särskilt hög densitet på celler i det retikulohistiocytiska systemet , systemet som särskilt påverkas av abrinets toxicitet.
Toxikokinetik
Information som handlar om abrins toxikokinetik är begränsad och det råder också oenighet om. På grund av dess biokemiska egenskaper och dess likhet med ricin, tros det att abrin åtminstone delvis bryts ned i mag-tarmkanalen . Storleken på molekylen begränsar också absorptionen genom mag-tarmkanalen. Ändå bekräftar de många dödsfall som orsakas av att konsumera rosenkransärtsfrön att åtminstone en liten del av toxinet kan absorberas i den systemiska cirkulationen via mag-tarmkanalen.
Djurstudier på möss visar att det finns en ansamling av abrin, efter injektion , i levern , njurarna , mjälten , blodkropparna, lungorna och hjärtat . Molekylen utsöndras via njurarna i urinen efter att den genomgått proteolytisk klyvning.
Tecken och symtom på exponering för abrin
De huvudsakliga symtomen på abrinförgiftning beror på exponeringsvägen och den mottagna dosen, även om många organ kan påverkas i allvarliga fall. I allmänhet kan symtom uppträda var som helst mellan flera timmar till flera dagar efter exponering. Initiala symtom på abrinförgiftning genom inandning kan uppträda inom 8 timmar efter exponering, men ett mer typiskt tidsförlopp är 18–24 timmar; de kan visa sig vara dödliga inom 36–72 timmar. Efter intag av abrin uppträder de första symtomen vanligtvis snabbt, men det kan ta upp till fem dagar innan de uppträder.
De senare tecknen och symtomen på exponering orsakas av abrins cytotoxiska effekter, som dödar celler i njure, lever, binjurar och centrala nervsystemet.
Inandning
Inom några timmar efter inandning av abrin är vanliga symtom feber, hosta, luftvägsirritation, tryck över bröstet , lungödem (överskott av vätska ansamlas i lungorna) och illamående . Detta gör det svårt att andas (kallad dyspné ), och huden kan bli blå eller svart i ett tillstånd som kallas cyanos , vilket är ett symptom på hypoxi . Överskott av vätska i lungorna kan diagnostiseras genom röntgen eller genom att lyssna på bröstet med ett stetoskop . När effekterna av abrin fortskrider kan en person bli diaforetisk (svettas kraftigt) och vätska kan byggas upp ytterligare. Deras blodtryck kan sjunka dramatiskt, vilket hindrar syre från att nå hjärnan och andra vitala organ i ett tillstånd som kallas chock , och andningssvikt kan uppstå, vilket kan vara dödligt inom 36 till 72 timmar. Om exponering för abrin genom inandning inte är dödlig kan luftvägarna bli sensibiliserade eller irriterade.
Förtäring
Att svälja valfri mängd abrin kan leda till allvarliga symtom. Tidiga symtom inkluderar illamående , kräkningar , smärta i munnen, halsen och matstrupen, diarré , dysfagi (svårigheter att svälja) och magkramper och smärta . När symtomen fortskrider börjar blödningar och inflammationer i mag-tarmkanalen. Den drabbade personen kan kräkas upp blod ( hematemesis ), ha blod i sin avföring, vilket skapar en svart, tjärartad avföring som kallas melena och mer inre blödningar. Förlust av blodvolym och vatten från illamående, kräkningar, diarré och blödningar gör att blodtrycket sjunker och organskador börjar, vilket kan ses när personen börjar få somnolens / sömnighet, hematuri (blod i urinen), stupor , kramper , polydipsi (överdriven törst) och oliguri (låg urinproduktion). Detta resulterar i slutändan i organsvikt i flera system , hypovolemisk chock , vaskulär kollaps och död.
Absorption
Abrin kan absorberas genom trasig hud eller absorberas genom huden om det löses upp i vissa lösningsmedel. Det kan också injiceras i små pellets och absorberas genom kontakt med ögonen. Abrin i form av pulver eller dimma kan orsaka rodnad och smärta i ögonen (dvs. konjunktivit) i små doser. Små doser som absorberas genom ögonen kan också orsaka tårbildning . Högre doser kan orsaka vävnadsskador, svår blödning i baksidan av ögat ( näthinneblödning ) och synnedsättning eller blindhet . En tillräckligt stor dos kan absorberas i blodomloppet och leda till systemisk toxicitet.
Behandling
Eftersom det inte finns något motgift mot abrin, är den viktigaste faktorn att undvika exponering för abrin i första hand. Om exponering inte kan undvikas är den viktigaste faktorn att få bort eller ut abrinet ur kroppen så snabbt som möjligt. Abrinexponering kan förhindras när det finns i stora mängder genom att bära lämplig personlig skyddsutrustning . Abrinförgiftning behandlas med stödjande vård för att minimera effekterna av förgiftningen. Denna vård varierar beroende på exponeringsvägen och tiden sedan exponeringen. För nyligen intag är administrering av aktivt kol och magsköljning båda alternativen. Att använda ett kräkmedel (kräkningsmedel) är ingen användbar behandling. I fall av ögonexponering hjälper spolning av ögat med saltlösning att avlägsna abrin. Syrebehandling , luftvägshantering , assisterad ventilation , övervakning , intravenös administrering av vätska och elektrolytersättning är också viktiga komponenter i behandlingen.
Se även
externa länkar
- Abrin vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- "Abrin: Biotoxin" . Databasen för nödsituationer för säkerhet och hälsa . Arbetarskyddsinstitutet. 2018-09-27.
- "The Crystal Structure of Abrin-A" . Proteopedia.