SUBSTANCJE TOKSYCZNE ROŚLIN WYŻSZYCH.

* alkaloidy.

* glikozydy [g. cyjanogenne, nasercowe, saponiny, glukozynolany, antrazwiązki, kumaryny].

* toksalbuminy,

* niektóre olejki,

* niektóre żywice,

* związki uczulające na światło.

Niektóre mają podobną budowę, różną budowę, ale podobne właściwości fizyczne i farmakologiczne. Jako mieszanina nieznanych związków. Czasem tylko jeden związek w określonej grupie chemicznej np. andromedotoksyna [dwuterpen w różaneczniku (Rhododendron spp.)].

W szaleju jadowitym (Cicuta virosa) i blekocie pospolitym (Aethusa cynapium) występują toksyczne poliacetyleny.

Wiele toksycznych składników to leki lub trucizny(zależnie od dawki).

ALKALOIDY

Prawie wyłącznie w roślinach, organiczne zasady zawierające azot (zwykle w pierścieniu heterocyklicznym). Mają silne działanie fizjologiczne. Z kwasami tworzą sole. Nie wszystkie zasadowe związki azotowe są alkaloidami, (tylko biogenetycznie powiązane z aminokwasami).

PODZIAŁ ALKALOIDÓW:

*protoalkaloidy - aminy biogenne o prostej budowie (z dekarboksylacji aminokwasów) np. dwu-, trójmetyloamina, cholina, acetylocholina, muskaryna, galegina, tryptamina.

*alkaloidy własne - mają azot w pierścieniu heterocyklicznym (biogenetycznie z aminokwasów) bardziej skomplikowana budowa + inne bezazotowe związki.

*pseudoalkaloidy - ich szkielet węglowy podobny do związków bezazotowych wtórnych (steroidy, terpeny, puryny). Azot nie pochodzi od aminokwasu, często jest w łańcuchu bocznym, np.: etedryna, kapsaicyna, solanidyna, tomatydyna, alkaloidy typu Yeratrum.

Podział ze względu na strukturę chemiczną:

- tropanowe

- pirydynowe,

- grupy morfmanu.

Alkaloidy - substancje stałe, krystaliczne, ciecze, często lotne (konima, nikotyna, spartema). Sole zwykle krystaliczne. Wolne zasady dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, rzadziej w wodzie. Sole odwrotnie. Do wydzielenia wolnych zasad wystarczy małe stężenie jonów wodorotlenowych (słabo alkaliczne środowisko). Alkaloidy zwykle gorzki smak. Krystaliczne zwykle bezbarwne, płynne (nikotyna, konima) z biegiem czasu, pod wpływem powietrza brunatnieją. Cytyzyna - białożółta. Berberyna intensywnie żółta (jej sole też). Sole scumaryny - czerwone. Sole pozostałych są bezbarwne. Charakterystyczny zapach nieliczne - konima.

W roślinach alkaloidy w połączeniu z pospolitymi kwasami (często mlekowy, szczawiowy, winowy, cytrynowy, jabłkowy; rzadko mekonowy, chelidonowy, akonitowy.fumarowy).

Niektóre alkaloidy łączą się z cukrami tworząc glikoalkaloidy (solanina - aglikonem jest solanidyna, tomatyna - z tomatydyną, solasonina - z solasodyną).

Liczne alkaloidy są optycznie czynne (zwykle w formie L-aktywniejsze farmakologicznie), np.: L-hioscylanina silniejsza od racemicznej atropiny.

Alkaloidy - najbardziej toksyczne związki roślinne (DL dla człowieka to kilkadziesiąt miligramów). Zatrucia zwykle omyłkowo, przy przedawkowaniu w celach samobójczych.

Alkaloidy zwykle lipofilne dobrze resorbują się z przewodu pokarmowego. Sole alkaloidów resorbują się z błony śluzowej w alkalicznej zawartości(sok trzustkowy, płyn łzowy).W kwaśnym środowisku resorpcja jest utrudniona. Pozajelitowo sole alkaloidów przechodzą w wolne alkaloidy pod wpływem zasadowego odczynu osocza krwi, lub rezerw alkalicznych tkanek. Z krwią alkaloidy szybko po całym organizmie dalej do tkanek (charakter lipofilny). Duże powinowactwo do tkanki nerwowej (działanie obwodowe i ośrodkowe). Porażająco, lub pobudzająco, zależnie od alkaloidu i dawki.

Wydalanie alkaloidów niezmienionych lub ich metabolitów przez nerki, wątrobę, gruczoły mlekowe, czasem żołądek, jelito grube.

Działanie farmakologiczne - czasem o podobnej budowie działają różnie, czasem różnie zbudowane mają podobne działanie:

- podobnie zbudowane (morfina - tebaina, atropina - kokaina),

- podobnie działające (pilokarpina - muskaryna, nikotyna - cytyzyna).

Środki zaradcze w przypadku zatrucia alkaloidami doustnie:

*wytrącenie w postaci osadu z garbnikami,(podajemy taninę),

*adsorpcja na węglu aktywnym,

*płukanie żołądka roztworem KMnO₄ (utlenienie alkaloidu),

*stosujemy środki antagonistyczne farmakologicznie.

Alkaloidy występują w różnych stężeniach w roślinach, nie wszystkie są jednakowo toksyczne.

GLIKOZYDY

Glikozydy = heterozydy, zbudowane z jednej, lub wielu cząsteczek cukru i aglikonu (cz, niecukrowej). Łatwo hydrolizują pod wpływem kwasu, zasady lub enzymu. Czyste glikozydy są krystaliczne, zwykle bezbarwne, gorzkawe. Zwykle rozpuszczalne w wodzie a nierozpuszczalne w r. organicznych. Czasem odwrotnie. Zmienna zawartość w poszczególnych częściach roślin. Rozpowszechnione w świecie roślin, często meioksyczne (glik. flawonoidowe). O charakterze fizykochemicznym i toksyczności decyduje aglikan.

Grupy głikozydów toksycznych:

*g.cyjanogenne,

*g.nasercowe,

*g.saponiny,

*glukozynolany,

*antraglikozydy,

*kumaryny.

Glikozydy adsorbują się jak alkaloidy na węglu i garbnikach.

G.CYJANOGENNE

Glikozydy uwalniające po hydrolizie cyjanowodór. Pochodne cujanohydryn, w których do gr. hydroksylowej przyłączony jest cukier, zwykle glukoza.

Często nitryl kw. Migdałowego [prunazyna, amigdalina]. Czasem nitryl kw. hydroksy-alfa- metyloopropionowego [linamaryna].

Nierozłożone glikozydy są bezwonne.

U roślin z g. cyjanogennymi są często enzymy (beta-glikozydazy) np.: lotaza, emulsyna, rozszczepiające wiązania cukrowe.

Po uszkodzeniu tkanki glikozyd + enzym powstaje cukier + cyjanohydryna, cyjanowodór + aldehyd lub keton (pojawia się odpowiedni zapach np.: amigdalina - cyjanowodór + migdały).

G. cyjanogenne rozpowszechnione [Rosaceae, Euphorbiaceae, Compositeae]. Często w nasionach, liściach i korze [migdały, brzoskwiń, moreli, śliw, wiśni, bzu czarnego, lnu].

Cyjanowodór blokuje enzymy oddechowe. Małe ilości są odtruwane przez wątrobę. Małe dzieci szczególnie wrażliwe. U bydła zatrucia roślinami z rodziny Papilonaceae.

GLIKOZYDY NASERCOWE.

Digitaloidy. Z aglikonu o budowie steroidowej i często kilkuskładnikowej reszty cukrowej.

Aglikony z czteropierścieniowego szkieletu węglowego steranu (17 węgli). 0d naturalnych steroli różni się obecnością nienasyconego pierścienia laktonowego przy 17 węglu steranowym [odpowiedzialny za działanie nasercowe].

Ze względu na budowę pierścienia dwie grupy:

*g. karcdienolidowe - pięcioczłonowy pierścień [typ Digitalis-Strophantus],

*g. bufadienolidowe - sześcioczłonowy pierścień [typ Scilla-Bufo].

Aglikony różnią się położeniem i ilością grup hydroksylowych [czasem innymi podstawnikami] ma to wpływ na aktywność biologiczną. Wszystkie mają -OH przy C3 [do niej cukier ,1-5 ,glukoza, ramanoza ,lub specyficzny].

Glikozydy ulegają hydrolizie. Z glikozydów pierwotnych powstają wtórne [hydroliza częściowa], gdy nie wszystkie cz. cukru biorą udział w reakcji. Glikoliza całkowita [cały cukier].

Szybkość i intensywność działania zależy od rozpuszczalności w wodzie. G. pierwotne najlepiej rozpuszczalne. Hydrofilny charakter glikozydów → słaba resorpcja z przew. pok. błony śluzowej, mogą ulegać hydrolizie pod wpływem soku żołądkowego.

Po podaniu doustnym lepiej resorbują się glikozydy wtórne, ale słabiej i wolniej działają. Bardziej lipofilne. Wchłanianie ułatwiają saponiny.

Glikozydy są wydalane przez nerki i drogi żółciowe. Lepiej hydrofilne, lipofilne mogą się kumulować, [przedawkowanie silnie toksyczne]. Zatrucia w złym prowadzeniu leczenia, z winy pacjenta, rzadko roślinami.

Najważniejsze glikozydy: naparstnicy, konwalii, oleandry.

SAPONINY

Glikozydy saponinowe. Dwie grupy zależnie od aglikonu:

*s. spirostanowe o steroidowej budowie jak g. nasercowe [digitonina, gitonina]

*s. trójterpenowe szkielet pięciopierścieniowy [cyklamma, hederyna].

Część cukrowa do 12 cz. cukru.

Saponiny są to substancje stałe, bezpostaciowe, lub krystaliczne. Barwy białej, żółtej, lub brunatnej. Obojętne, lub kwaśne. Dobrze rozpuszczają się w wodzie, tworzą roztwory koloidalne. Rozpuszczalne w etanolu, nierozpuszczalne w rozp. nieorganicznych nie mieszających się z wodą. Mają zdolność pienienia się, większość hemolizuje erytrocyty. Zmniejszają napięcie powierzchniowe, przez co ułatwiają wchłanianie innych związków. Mają działanie przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze, są toksyczne dla ryb, kijanek i innych zwierząt wodnych.

Saponiny są truciznami komórkowymi, łączą się z cholesterolem powodując hemolizę. Działają drażniąco na błony śluzowe oraz miejscowo. Powodują kaszel łzawienie itd., są wykrztuśne. Wchłaniając się przez drogi oddechowe mogą działać toksycznie i uczulająco.

Większość saponin nie resorbuje się z przewodu pokarmowego [dopiero po uszkodzeniu błony śluzowej], bo są koloidami.

Saponina kąkolu toksyczna po podaniu doustnym.

Pozajelitowo lub podskórnie toksyczne i zapaleniotwórcze.

Rośliny [Primula, Saponaria, Cyclamen].

GLUKOZYNOLANY

Glikozydowe związki siarki i azotu, które w wyniku hydrolizy tworzą olejki gorczyczne [estry kw. izosiarkocyjanowego]. Zawierają glukozę związaną z aglikonem przez atom siarki. Występują sporadycznie [Crucifera, Tropaeolaceae. Resedaceae, Capparidaceae].

Po uszkodzeniu tworzą się izosiarkocyjaniny. Prekursory są bezwonne i niedrażniące. Pochodne mają ostry zapach i palący smak. Są lotnymi cieczami, nie rozpuszczają się w wodzie. Nazywamy je olejkami gorczycznymi. Są wyjątki.

Sanigryna - pierwszy glukozynolan z gorczycy czarnej. [Semen Sinapis Nigrea]. Rozkłada się ona pod wpływem mirozynazy do izosiarkocyjaninu allilu. Ten ostatni ma ostry, gryzący zapach i pilący smak. Podobnie gorczyca biała, łagodniejsza. Stosowane do wyrobu musztardy. W roślinach z gatunku Crucifera. Działają przeciwbakteryjnie i przeciwgrzybiczo. Szczególnie izosiarkocyjanian benzylu z ziela i nasion nasturcji. Działają rozgrzewająco, w większych stężeniach drażniąco. Stosowane w lecznictwie.

Są lipofilne = dobrze się wchłaniają ze skóry. Drażnią błony śluzowe. Podane w małych stężeniach doustnie pobudzają trawienie. W większych boleśnie drażnią przewód pokarmowy. Wydalają się przez nerki. Przy zatruciach dojść może do zapaleń nerek i ukł. moczowego. Przy dużych stężeniach wpływają na serce i ukł. nerwowy.

ANTRAGLIKOZYDY

Działanie przeczyszczające. W nielicznych roślinach wyższych.

Są to trójpierścieniowe związki antracenu. Związkiem podstawowym jest antrachinon. Aby przeczyszczać muszą mieć 2 fenolowe grupy hydroksylowe [pozycja l i 8] oraz podstawnik [pozycja 3]. Aloina - z aloesu tworzy tzw. C-glikozydy, bo aglikon z cukrem łączy się przez węgiel, a nie przez tlen. Połączenie to trudno hydrolizuje.

Antrazwiązki to ciała stałe żółte, pomarańczowe lub czerwone. Są lipofilne. Ich glikozydy są hydrofilne.

Antrachinony pod wpływem wodorotlenków barwią się na czerwono, [reakcja Borntragera ]→ mocz po zanalizowaniu barwi się na czerwono co może pozorować krwawienia.

Antranole i antrony na żółto [czerwone po utlenieniu]. Antrapochodne działają przeczyszczająco drażniąc jelito grube. Aktywniejsze są glikozydy [cukier zmniejsza lipofilność] w jelicie są rozkładane do antrazwiązków, które zaczynają działać.

Rośliny: kruszyna, szakłak.

KUMARYNY

Laktony pochodne alfa-pironu. Związkiem podstawowym tej grupy jest kumaryna [lakton kw. kumarowego]. Pochodne kumaryny: hydroksy-, metoksykumaryna, rurokumaryna...

W roślinach w postaci glikozydu lub wolnej. Glikozydy z prostych kumaryn. Złożone rzadko tworzą glikozydy. Kumaryna pod wpływem hydrolizy→kw. kumarowy→cyklizacja do laktonu kumaryny. Wysuszone rośliny zapach kumaryny.

Kumarynowce to ciała stałe, zwykle bezbarwne lub żółto zabarwione. Wolne kumaryny zdolność sublimacji. Dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych. Glikozydy kumarynowe bardziej hydrofilne. Większość kumaryn zdolność fluorescencji w UV. Nieglikozydowe lipofilne pochodne silne działanie farmakologiczne, [aktywny układ laktanowy]. Kumaryny w nostrzykach, żubrówce. Kumaryna działa depresyjnie na ukł. nerwowy i uszkadzające na narządy miąższowe [wątroba]

3-4g kumaryny → zatrucia [zawroty głowy, bóle głowy, wymioty... Wdychanie zapachu siana wielogodzinne [oszołomienie, bóle głowy]. W nostrzyku kumarol pod wpływem pleśni→ dikumarol [obniża krzepnięcie krwi]. Prowadzi do choroby krwotocznej.

Piranokumaryny - działanie spazmolityczne i rozszerzające naczynia krwionośne [kminek egipski]. Zatrucia → wymioty, zawroty głowy, pokrzywka.

Hydroksy-, metoksykumaryny [oraz ich glikozydy]→ na naczynia krwionośne jak rutyna, ochrona przed promieniami słonecznymi [eskitlma]

Działanie źółciopędne, moczopędne [izofraksydyna, skopoletyna] z Bożego drzewka [bylica]. Mała toksyczność.

Niektóre pochodne furokumarynowe, nietworzące glikozydów uczulają na światło. Inne pochodne to aflatoksyny [Aspergillus flavus], z orzeszków ziemnych. Działają hepatotoksycznie i cancerogennie.

TOKSALBUMINY

Toksyczne białka roślinne: toksalbuminy i toksyny bakteryjne.

Fitotoksyny (toksalbuminy) = duże cząsteczki białkowe, są antygenami. Reakcje fizjologiczne jak toks. bakteryjne. Powodują powstanie przeciwciał [wzrasta odporność]. Toksalbuminy powodują aglutynację erytrocytów [wyjątek robiny]. Są wrażliwe na wysoką temperaturę. Są bardziej toksyczne po podaniu pozajelitowym niż doustnym. Przy zatruciach okres utajnienia. Objawy to biegunki, krwawienia jelit, obrzęk nerek, wątroby. Nieodwracalne uszkodzenia komórek.

Znane to rycyna z nasion Rącznika [6-8-śmiertelne dla dzieci, 10-20-dla dorosłych]. Objawy po długim czasie utajenia- czasem uczulenie [pokrzywka, astma, katar]. Jako pasza po ogrzaniu.

Inne to: krotyna z krotonu, abryna z motylkowych.

OLEJKI

Olejki eteryczne są fizjologicznymi wydzielinami roślin. Powszechne. Są mieszaninami o charakterze lipofllnym, lotne, o silnym, aromatycznym zapachu. Składniki to monoterpeny, sekwiterpeny i ich pochodne, pochodne fenylopropanu.

Zwykle w temperaturze pokojowej są ciekłe, oleiste. Składnikami ich mogą być ciała stałe. Są lotne z parą wodną. Nie mieszają się z wodą [lub słabo]. Bezbarwne lub żółtawe, rzadziej ciemne. Gdy zawierają azuleny są zielonkawe, niebieskawe. Pod wpływem światła żywiczeją i ciemnieją. Są lipofilne, dobrze się wchłaniają przez skórę i płuca oraz przewód pokarmowy. Są szybko rozprowadzane i wydalane w postaci nie zmienionej lub po połączeniu z kw glukuronowym, siarkowym, glikolem.

Wydalane przez nerki, płuca, wątrobę, skórę. Przy zatruciach mogą uszkadzać nerki.

Na skórę działają miejscowo powodując pieczenie, stany zapalne, martwicę. Najsilniejszy terpenowy i gorczyczny.

Niektóre zawierają toksyczne składniki [tujon, sabinol, santaninę]

Mogą powodować poronienia. Po zatruciach per os wymioty biegunki, krwawienia. Powodują tłuszczową degenerację wątroby i innych narządów. Terpeny powodują porażenie podobne do narkozy. W przypadku innych dochodzi do pobudzenia, drgawek a potem do porażenia ukł. nerwowego z ośrodkiem oddechowym włącznie. Większe dawki olejków zaburzają działanie enzymów [brak łaknienia, niestrawność].

Leczenie objawowe [KMnO₄, płukanie żołądka].

ŻYWICE

Mieszaniny związków niejednorodnych chemicznie. W temp. pokojowej stałe lub półstałe, w wyższych jako ciągliwy, lepki płyn. Nierozpuszczalne w wodzie. Chemicznie mało reaktywne. Są to wydzieliny wypływające w miejscu zranienia rośliny. Zawierają olejki eteryczne, estry [są w nich rozpuszczone]. W żywicach wykryto: kwasy, alkohole, fenole...

Wiele ma właściwości przeczyszczające [podofilina]. Krajowe gatunki powojowate, przestępy.

W większych dawkach bolesne biegunki krwawienia. Żywice w mlecznym soku powojowatych. Olejek krotonowy to najsilniejszy środek przeczyszczający. Dwuestry forbolu są rakotwórcze.

Żywice z konopi indyjskich właściwości halucynogenne.

POCHODNE NAFTODIANTRONU I FUROKUMARYNY

Właściwości uczulające pod wpływem promieni UV. Dochodzi do gromadzenia barwnika, pieczenia, wysypki pęcherzy zaczerwienienia a nawet martwicy.

Kontaktowe: smoła i pochodne, wazelina, furokumaryny.

Po podaniu per os. Wykorzystywane w przypadku bielactwa.

Związki w: dziurawcu - hiperycyna, agopiryny - łubin, gryka,

5

---