Znane przypadki użycia rycyny (Rycyna może być przyczyną zgonu w przypadku zatrucia):
Wziewnego (rozpylona jako atak chemiczny)
Przez skórnego (mało skuteczne)
Pokarmowego (przypadkowe zatrucie nasionami rącznika - zwłaszcza dzieci, śmiertelność wynosi ok. 1,9%, 14 zgonów na 751 znanych przypadków zjedzenia nasion rącznika)
Domięśniowe (zabójstwo przez wstrzyknięcie rycyny, zabicie bułgarskiego dysydenta przez KGB w Londynie w 1978r.)
Oddziaływanie rycyny na komórki eukaryota
Białko składa się z dwóch łańcuchów mających 267 (RTA) i 262 (RTB) aminokwasy połączonych mostkiem disiarczkowym.
RTB - lektyna, łączy się jako ligand z galaktozą (N-Ac Galactozamine Binding Lectin) - składnikiem wielu receptorów w błonie komórkowej (zwłaszcza makrofagów i komórek siateczki),
RTA - białko inaktywujące rybosomy (RIP) - enzym usuwający adeninę z łańcucha RNA. Jedna cząsteczka niszczy 1500 rybosomów w ciągu minuty. Jest on wytwarzany przez stosunkowo wiele roślin (jęczmień, chmiel?), ale bez połączenia z łańcuchem RTB jest nieszkodliwy.
Trucizna wnika do komórki po związaniu się łańcucha RTB z receptorami cukrowymi na błonie komórkowej i wytworzeniu pęcherzyka pinocytarnego oraz endosomu.
Część endosomów trawiona jest przez lizosomy, część wydalana, a część łączy się z aparatem Golgiego, wiążąc się z cząsteczkami galaktozy w kalretikulinie.
W aparacie Golgiego odłączany jest RTB, natomiast część cząstek RTA (5%) przepływa do cytozolu wykorzystując szlak ERAD (niszczenia nieprawidłowych białek - ubikwityna i proteasomy). Jest to tzw. retranslokacja białek, czyli przepływ w kierunku odwrotnym niż białka fizjologicznie syntetyzowane.
W cytozolu RTA wymyka się ze szlaku ERAD i wiąże rybosomy (blokowanie przyłączenia do rybosomu czynnika transkrypcyjnego EF-2)
Objawy zatrucia rycyną:
Śmierć w 36-72h (w przypadkach pokarmowych może się wydłużyć nawet do 5 dni)
Początkowe objawy są niecharakterystyczne: gorączka, osłabienie, grypopodobne bóle mięśniowe, rozszerzenie źrenic, wzrost leukocytozy
Objawy związane z drogą podania:
o Domięśniowo: Silny ból w miejscu wstrzyknięcia, powiększenie węzłów chłonnych, bezmocz
o Pokarmowe: Bóle brzucha, wymioty, biegunka, powiększenie wątroby i śledziony, hipoglikemia, owrzodzenia przewodu pokarmowego, niewydolność nadnerczy, anuria
o Wziewne: toksyczny obrzęk płuc, niedotlenienie, objawy alergiczne
Patologia wziewnego zatrucia rycyną (z doświadczeń na małpach)
Zatrucie rycyną
Rycyna jest domieszką (5%) białkową do oleju rącznikowego (castor bean oil) znanego od 4000 lat (starożytny Egipt). Olej wytwarzany jest w dużych ilościach (około 1mln ton na rok) i używany m.in. jako domieszka do olejów silnikowych ze względu na właściwości smarownicze. Głównym składnikiem oleju (80%) jest osiemnasto węglowy kwas rycynowy, będący środkiem przeczyszczającym.
Rycyna jako broń biologiczna
W 1888 Herman Stillman, pierwsza odkryta lektyna (aglutynina) czyli białko łączące się nieenzymatycznie z receptorami cukrowymi na błonach komórkowych
Najsilniejsza znana trucizna roślinna (lista B CDC LD50=3µg/kg w postaci aerozolu)
W czasie I Wojny Światowej opracowano pociski wypełnione talkiem nasączonym rycyną oraz rozpatrywano aerozol, ale ze względu na brak specyficznej odtrutki wycofano się z tych pomysłów. W czasie II Wojny Światowej wyprodukowano 1700kg czystej rycyny i opracowano metody jej krystalizacji i proszkowania. Zbudowano także bomby zawierające rycynę. W czasie I wojny w Zatoce Perskiej (1991) w Faludży zidentyfikowano instalacje do przetwarzania rycyny.
Rycyna jako broń chemiczna lub narzędzie ataku terrorystycznego do zatrucia wziewnego w postaci proszku lub aerozolu (inne drogi zatrucia nie mają znaczenia dla celów militarnych)
Zalety:
Duża produkcja światowa oleju rycynowego -> łatwa dostępność
Łatwość ataku aerozolowego
Niecharakterystyczne objawy i kilkugodzinny bezobjawowy okres prodromalny ->przy skrytym ataku trudność identyfikacji
Brak metod leczenia przyczynowego
Wady:
Umiarkowana toksyczność
Wrażliwość na temperaturę
Obłok toksyny dobrze widoczne
Brak metod leczenia przyczynowego
Płuca i drogi oddechowe
Zmiany patologiczne pojawiają się po 8-12h od inhalacji (pojawia się wysięk białkowy w drogach oddechowych i toksyczny obrzęk płuc). Rycyna łączy się z komórkami urzęsionymi nabłonka błon śluzowych, makrofagami (uszkodzenie surfaktantu) i komórkami śródbłonka powodując uogólniony zespół przesiękania. Powoduje to liczne zaburzenia w drogach oddechowych, owrzodzenia, zapalenia o charakterze włóknikowo-ropnym, obrzęk okołonaczyniowy. Obserwowano u zwierząt ostre zapalenie śródpiersia, nacieki zapalne w nadnerczach.
Przewód pokarmowy
Po 36h od połknięcia
Głównie tkanki limfatyczne - prowadzi do owrzodzeń i zmian krwotocznych w ścianie jelita cienkiego (zwłaszcza w grudkach chłonnych) oraz zmian martwiczo-krwotocznych w węzłach chłonnych krezki
Śledziona
Ogniska martwicy w miazdze białej
Wątroba
Martwica komórek Kupfera, zakrzepica, ogniska martwicy hepatocytów (hipoglikemia)
Nerki
Martwica kanalików nerkowych - ciężkie zaburzenia wodno-elektrolitowe (mocznica), odwodnienie (zapaść)
Zatrucie parenteralne
Objawy ogólne zatrucia prezentują się podobnie do zatrucia przez przewód pokarmowy.
W miejscu wstrzyknięcia zmiany martwicze, powiększenie okolicznych węzłów chłonnych
Przewód pokarmowy - intensywny naciek komórek plazmatycznych i makrofagów w obrębie blaszki właściwej błony śluzowej, zmiany w grudkach chłonnych wyglądające jak wrzodziejące i krwotoczne zapalenie jelita, apoptoza komórek krypt
Martwica węzłów chłonnych, uszkodzeni a śledziony
Objawy podobne do innych postaci zatrucia rycyną
Wylewy krwi w zatokach
W latach 50 XXw. rycynę wypróbowywano jako potężny chemioterapeutyk w onkologii, jednak nie wyszła poza fazę prób klinicznych.