informator medyczny

Rycyna – białko pochodzące z rącznika (Ricinus communis, rodzina Euphorbiaceae) o silnych właściwościach toksycznych. Wszystkie części rośliny zawierają rycynę, ale największe stężenie (od 1 do 5%) jest w nasionach. Jako substancja białkowa z grupy lektyn nie miesza się z olejami, co umożliwia produkcję nieszkodliwego dla ludzi oleju rycynowego, (który nie zawiera rycyny).

Jako pierwszy niezwykłe właściwości biologiczne rycyny zauważył w 1888 Hermann Stillmark; była to pierwsza z wykrytych lektyn (aglutynin), tj. białek łączących się nieenzymatycznie z receptorami cukrowymi na błonach komórkowych.

Działanie rycyny na organizmy żywe

Rycyna powoduje gwałtowne wymioty i biegunkę, silne przekrwienie narządów układu pokarmowego i nerek, spowodowane aglutynacją (zlepianiem) krwinek i wytrącaniem fibryny do krwi.

Dawka śmiertelna (LD 50) dla człowieka wynosi w postaci aerozolu ok. 3 μg na 1 kg masy ciała, a parenteralnie nawet ok. 0,1 μg/kg, zatem toksyczność tej trucizny jest bardzo wysoka, porównywalna z sarinem. Jednocześnie zauważono, że wrażliwość różnych gatunków zwierząt na rycynę jest bardzo zróżnicowana, nawet ponad stukrotna w przeliczeniu na masę ciała.

Oddziaływanie rycyny na komórkę eukariotyczną

Rycyna składa się z dwóch łańcuchów białkowych mających 267 (RTA) i 262 (RTB) aminokwasów połączonych mostkiem dwusiarczkowym. Łańcuch RTB jest lektyną, tj. łańcuchem, który łączy się jako ligand z galaktozą – składnikiem wielu receptorów na błonie komórkowej (zwłaszcza makrofagów i komórek siateczki). Istnieje jeszcze bliżej nieznany mechanizm wykorzystania cząsteczek mannozy w toksycznym działaniu rycyny.

Łańcuch RTA należy do białek inaktywujących rybosomy (ribosome inactivating protein, RIP). Jest enzymem (N-glikozydazą RNA) usuwającym adeninę z łańcucha RNA (jedna cząsteczka w ciągu minuty niszczy 1500 rybosomów, będąc w stanie inaktywować 50 tys. rybosomów)^[1].

Trucizna wnika do komórki po związaniu się łańcucha B z receptorem cukrowym na błonie komórkowej i wytworzeniu pęcherzyka pinocytarnego oraz endosomu. Część endosomów jest trawiona przez lizosomy, część jest wydzielana (egzocytoza), inne łączą się z aparatem Golgiego. W aparacie Golgiego odłączany jest RTB, natomiast RTA przepływa do cytozolu, wykorzystując szlak ERAD (niszczenia nieprawidłowych białek: ubikwityna i proteosomy). W cytozolu łańcuch A wymyka się ze szlaku ERAD i niszczy rybosomy (blokowanie przyłączenia się do rybosomu czynnika translacyjnego EF-2, elongation factor 2).

Zatrucie rycyną

Zatrucie rycyną powoduje śmierć w ciągu kilkudziesięciu godzin (w przypadku zatrucia pokarmowego trucizna może się wchłaniać nawet do 5 dni).

Początkowe objawy są niecharakterystyczne: gorączka, osłabienie, grypopodobne bóle mięśni (czasem ich kurcze), nudności, objawy odwodnienia, rozszerzenie źrenic, leukocytoza.

Później dominują objawy związane z drogą wniknięcia trucizny:

iniekcja 

silny ból w miejscu wstrzyknięcia, powiększenie węzłów chłonnych, bezmocz ;

zatrucie pokarmowe 

bóle brzucha, wymioty, biegunka, powiększenie wątroby i śledziony, hipoglikemia, owrzodzenia przewodu pokarmowego w badaniu endoskopowym, objawy niewydolności nadnerczy, anuria;

zatrucie wziewne^[2] 

kaszel, duszności, cechy niedotlenienia i toksycznego obrzęku płuc.

U robotników pracujących na plantacjach rącznika obserwowano objawy alergiczne spowodowane pyłem roślinnym (obrzęk błony śluzowej nosa i dróg oddechowych, zaczerwienienie spojówek, pokrzywka, objawy dusznicy oskrzelowej o nagłym początku).^[2]

Patologia zatrucia pokarmowego rycyną

Przewód pokarmowy 

zmiany patologiczne pojawiają się po około 36 godzinach od połknięcia. Największe zmiany dotyczą tkanki limfatycznej przewodu pokarmowego, prowadzące 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 (w następstwie - hipoglikemia);

nerki 

martwica nabłonków kanalików nerkowych, następnie ciężkie zaburzenia wodno-elektrolitowe (w następstwie - mocznica), odwodnienie (w następstwie - zapaść).

Obserwowano także porażenie nerwów czaszkowych i cechy niewydolności nadnerczy.

Patologia zatrucia parenteralnego rycyną

Objawy ogólne zatrucia pojawiają się kilkanaście godzin po wstrzyknięciu domięśniowym. Ogólnie zmiany są podobne do obserwowanych przy zatruciu pokarmowym, z największym nasileniem zmian w jelicie cienkim (po około 36 godzinach od wstrzyknięcia).

Miejsce wstrzyknięcia 

martwica mięśni, powiększenie okolicznych węzłów chłonnych;

przewód pokarmowy 

apoptoza komórek nabłonka w obrębie krypt, intensywny naciek komórek plazmatycznych i makrofagów w obrębie blaszki właściwej, martwica komórek limfoidalnych w grudkach chłonnych; później zmiany wrzodziejące i krwotoczne w ścianie jelita cienkiego;

węzły chłonne 

zatarcie struktury grudkowej, martwica limfocytów, wylewy krwi w zatokach, erytrofagocytoza;

śledziona 

martwica limfocytów, zwłaszcza w obszarze wokół tętniczek centralnych;

wątroba 

martwica komórek Kupfera, zakrzepica, ogniska martwicy hepatocytów (później - hipoglikemia);

nerki 

martwica nabłonków kanalików nerkowych prowadząca do ciężkich zaburzeń wodno-elektrolitowych (w następstwie - mocznica), odwodnienie (w następstwie - zapaść).

Patologia zatrucia wziewnego rycyną

Płuca i drogi oddechowe 

zmiany patologiczne pojawiają się po 8-12 godzinach od inhalacji (pojawia się wysięk białkowy w drogach oddechowych i toksyczny obrzęk płuc). Rycyna łączy się z komórkami urzęsionymi nabłonka błony śluzowej, makrofagami, pneumocytami (w następstwie - uszkodzenie surfaktanta) i komórkami śródbłonka powodując uogólniony zespół przesiąkania (w następstwie - ciężkie zaburzenia wodno-elektrolitowe):

• włóknikowo-ropne zapalenie płuc,
• ostre owrzodzenia dróg oddechowych o charakterze martwiczo-krwotocznym,
• wysięk wewnątrzpęcherzykowy z obrzękiem okołonaczyniowym (obrzęk toksyczny płuc);

węzły chłonne śródpiersia

ostre zapalenie ropne z martwicą;

nadnercza 

nacieki zapalne.^[2]

Rycyna jako broń biologiczna

W czasie I wojny światowej opracowano pociski wypełnione talkiem nasączonym rycyną oraz badano możliwości wytwarzania aerozolu (tzw. agent W). Nie znano jednak wówczas jeszcze odtrutki na rycynę^[3], eksperymenty więc zawieszono. W czasie II wojny wyprodukowano ok. 1700 kg czystej rycyny do eksperymentów oraz opracowano metody jej krystalizacji i proszkowania. Przygotowywano także bomby chemiczne z rycyną.

Rycyna w rękach przestępców i terrorystów, zabójców

Najgłośniejszym echem w świecie odbiło się użycie rycyny w roku 1978, kiedy agent KGB zabił w Londynie bułgarskiego dysydenta Georgi Markowa przez wstrzelenie podskórne^[4] ok. 0,5 mg rycyny w platynowej kulce o średnicy 1,6 mm z mikroskopijnymi otworami, przez które rycyna przedostała się do organizmu Markowa. Inny atak, dokonany w kilka miesięcy później w paryskim metrze ten sam sposób na innego dysydenta Władymira Kostowa nie powiódł się; zaatakowany przeżył zamach dzięki szybkiemu usunięciu kulki.

W 1995 amerykańska lekarz onkolog Deborah Green została skazana w Kansas City za próbę zabójstwa męża przy pomocy rycyny, również drogą parenteralną.

Podejmowane też były próby ataku z użyciem rycyny obliczone na zatrucie poprzez skórę^[5]. M.in. w 1991 członkowie organizacji "Minnesota Patriots' Council" (tzw. milicji) gromadzili rycynę w celu wykonania ataku terrorystycznego, a w 2003 rycynę wykryto w pewnej ilości listów do Białego Domu.

Możliwy jest także atak chemiczny przy użyciu rycyny przez drogi oddechowe; m.in. w 2002 w Manchesterze wykryto "laboratorium rycynowe", prowadzone przez 6 Algierczyków, a w 2003 w paryskim metrze wykryto ślady rycyny; podejrzewa się, że przygotowywany był atak na ambasadę rosyjską przez grupę Czeczenów.

Pokarmowe zatrucia rycyną

Tego rodzaju zatrucia powstają zazwyczaj w wyniku przypadkowego zatrucia nasionami rącznika – zwłaszcza u dzieci. Białko rycyny jest częściowo trawione w przewodzie pokarmowym; szacuje się, ze śmiertelność przy zatruciu nasionami wynosi ok. 1,9% (znanych jest 14 pewnych przypadków zgonów z powodu zjedzenia kilkunastu nasion).

Doświadczenia z rycyną w lecznictwie

W latach pięćdziesiątych XX w. rycynę (oraz bardzo podobną truciznę roślinną, abrynę) wypróbowywano jako potencjalne chemioterapeutyki w onkologii (w I fazie prób klinicznych). Były one podawane dożylnie, w dawce^[6] 18-20 μg/m². Z objawów niepożądanych obserwowano grypopodobne bóle mięśniowe, nudności i wymioty. W dwóch wypadkach (z podaniem abryny) doszło do zgonów z objawami uszkodzenia układu nerwowego i drgawkami. Obecnie są prowadzone badania nad wykorzystaniem rycyny w onkologii jako immunotoksyny.

Przypisy

1. ↑ warto zauważyć przy tym, że wiele roślin (np. jęczmień) wytwarza białko RTA, które jest nietoksyczne, gdyż nie tworzy łańcucha RTB
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2} niektóre z informacji w niniejszym rozdziale są ekstrapolacją doświadczeń na małpach i innych zwierzętach, ponieważ naukowe badania działania rycyny na organizm człowieka ze względu na ogromną toksyczność tej trucizny prowadzone są w bardzo ograniczonym zakresie
3. ↑ ostatnio udało się wytworzyć eksperymentalne szczepionki, przechodzące obecnie fazę badań klinicznych
4. ↑ przy użyciu specjalnie skonstruowanego mechanizmu sprężynowo-pneumatycznego ukrytego w parasolu
5. ↑ zatrucie tą drogą w przypadku zdrowej, nieuszkodzonej skóry jest mało prawdopodobne
6. ↑ w onkologii dawki leków oblicza się wg specjalnych wzorów na 1 m² powierzchni ciała