Пирролизидиновые алкалоиды
Пирролизидиновые алкалоиды — группа алкалоидов преимущественно растительного происхождения, содержащие в своей молекуле остаток пирролизидина. Обнаружены пирролизидиновые алкалоиды в 14 семействах растений, а также в организмах животных. Наиболее богаты данными алкалоидами растения родов Бузульник (Ligularia) и Крестовник (Senecio) из семейства Астровые, Чернокорень (Cynoglossum), Гелиотроп (Heliotropium) и Трахелантус (Trachelanthus) из семейства Бурачниковые, Кротолярия (Crotolaria) из семейства Бобовые. По состоянию на 2021 год описано более 600 различных пирролизидиновых алкалоидов (в том числе N-оксидов), содержащихся в более чем 6 тысяч видов растений[1].
Биосинтетическим предшественником служит диамин — кадаверин. Одна его молекула окисляется до гамма-аминомасляного альдегида, который, реагируя с неизмененным амином, образует шиффово основание. Из него пирролизидины образуются путём последующих реакций окисления, восстановления и циклизации. Обычно растительные пирролизидиновые алкалоиды обладают структурой сложных неинновых спиртов с одно- (гелиотрин) или двухосновными полифункциональными нециновыми кислотами.
Классификация
[править | править код]Пирролизидиновые алкалоиды принято разделяют на три группы[2]:
- неэфирные алкалоиды,
- сложные эфиры монокарбоновых кислот,
- макроциклические диэфиры.
Неэфирные алкалоиды являются обычно вязкими жидкостями или низкоплавкими кристаллами, хорошо растворимыми в воде и органических растворителях и сильных основаниях. К ним относятся, в частности, гелиотридин, трахелантамидин, 1-метилен-7-гидроксипирролизидин.
Эфиры монокарбоновых кислот представляют собой вязкие жидкости или кристаллические низкоплавкие вещества; умеренно растворимые в воде и органических растворителях; основания средней силы; часто существуют в виде N-оксидов. Примерами могут служить индицин, линделофин и саррацин.
Макроциклические диэфиры представляют собой кристаллические высокоплавкие вещества, плохо растворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях; слабые основания. данная группа включает, например, платифиллин и триходесмин. Некоторые макроциклические пирролизидиновые алкалоиды — сложные эфиры, образованные с участием отонецина или дигидропирролизинона. Среди пирролизидиновых алкалоидов имеются хлорсодержащие алкалоиды, например лолидин[2].
Часто растительные алколоиды пирролизидина присутствуют в виде N-оксидов. Преобладающее большинство пирролизидиновых алкалоидов являются веществами с высокой биологической активностью, но обладают высокой токсичностью, особенно для печени человека[3]. Некоторые другие проявляют противоопухолевую активность (триходесмин, N-оксид индицина), обнаруживают гипотензивные свойства.
Канцерогенные и гепатотоксические свойства пирролизидиновых алкалоидов проявляются в результате летального синтеза, и образующийся в печени при метаболизме пирролизидинов резонансно стабилизированный катион способен атаковать биологические нуклеофилы — белки и нуклеиновые кислоты, повреждая их структуру.
Использование в медицине
[править | править код]Существуют пирролизидиновые алкалоиды, применяемые в медицине. Наибольшее значение среди них имеют платифиллин и саррацин, содержащиеся в растениях рода крестовник. Платифиллин представляет собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 129 °С; хорошо растворим в хлороформе, хуже — в этаноле, бензоле, ацетоне, не растворим в воде. Образует пикрат, иодметилат, битартрат.
Саррацин представляет собой бесцветные кристаллы, с температурой плавления 51-52 °C; хорошо растворим в этаноле, диэтиловом эфире, хлороформе, плохо растворим в воде. Образует пикрат, битартрат.
Сырьем для промышленного получения данных алкалоидов служат Крестовник широколистный (Senecio platiphyllus) и Крестовник косозубчатый (Senecio sarracenicus). Платифиллин и саррацин оказывают холинолитическое и спазмолитическое действие и широко применяются при спазмах гладкой мускулатуры органов брюшной полости, бронхиальной астме, артериальной гипертензии[2][4].
Токсичность
[править | править код]Потребление пирролизидиновых алкалоидов было связано с повреждением печени, которое, в частности, считается одной из основных причин венозно-окклюзионной болезни печени (ОВЗ), которая может привести к циррозу печени и печеночной недостаточности. Кроме того, токсины также могут вызывать легочную гипертензию, гипертрофию сердца, дегенеративные повреждения почек или даже смерть[5][6]. Длительное воздействие этих загрязняющих веществ связано с генотоксичными и канцерогенными эффектами[5].
Пищевая безопасность
[править | править код]За период 2012-2021 заметно увеличилось количество предупреждений, опубликованных на европейском портале Food and Feed Safety Alerts (RASFF), о пищевых продуктах с высоким уровнем содержания пирролизидиновых алкалоидов и их окисленных форм (N-оксиды). Обнаруженные высокие уровни этих природных токсинов (значения в диапазоне от 26,5 до 556 910 мкг/кг) являются важной проблемой безопасности пищевых продуктов[1].
Основными источниками потребления пирролизидиновых алкалоидов людьми, по-видимому, являются продукты растительного происхождения: мед, пыльца, чаи, травяные чаи, пищевые добавки, специи и ароматические травы[1]. Загрязнение токсином также было обнаружено в продуктах животного происхождения, таких как молоко, мясо и яйца, как следствие кормления животных растениями, продуцирующими пирролизидиновые алкалоиды. [7][8][9][10][11][12][1].
По состоянию на 2021 год, Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) рекомендует набор из 17 алкалоидов, которые необходимо контролировать в продуктах питания: интермедин, интермедин-N-оксид, ликопсамин, ликопсамин-N-оксид, сенеционин, сенеционин-N-оксид, сенивернин, сенецивернин-N-оксид, сенецифиллин, сенецифиллин-N-оксид, ретрорсин, ретрорсин-N-оксид, эхимидин, эхимидин-N-оксид, лазиокарпин, лазиокарпин-N-оксид и сенкиркин. Рассматривается вопрос включения: европина, гелиотрина и их соответствующих N-оксидов из-за заметного присутствия этих соединений в некоторых продуктах питания[1].
Допустимое суточное потребление пирролизидиновых алкалоидов различается в разных странах. Европейское агентство по лекарственным средствам рекомендует максимальное суточное потребление 0,007 мкг/кг массы тела. В Австралии и Новой Зеландии, потребление человеком пирролизидиновых алкалоидов считается риском только в сценарии хронического воздействия, и — рекомендуется допустимая суточная доза 1 мкг/кг массы тела[1].
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) в 2001 запретило продажу пищевых добавок из окопника из-за содержания пирролизидиновых алкалоидов[13].
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 4 5 6 Natalia Casado, Sonia Morante-Zarcero, Isabel Sierra. The concerning food safety issue of pyrrolizidine alkaloids: An overview (англ.) // Trends in Food Science & Technology. — 2022-02-01. — Vol. 120. — P. 123–139. — ISSN 0924-2244. — doi:10.1016/j.tifs.2022.01.007. Архивировано 27 июня 2022 года.
- ↑ 1 2 3 Садритдинов Ф. С., в кн.: Фармакология природных соединений, Ташкент, 1979;
- ↑ Radominska-Pandya, A (2010). «Invited Speakers». Drug Metabolism Reviews 42 (1):
- ↑ Bull L.В., CuIvenor C.C. J., Dick A.Т., The pyrrolizidine alkaloids, Amst., 1968;
- ↑ 1 2 Birgit Dusemund, Nicole Nowak, Christine Sommerfeld, Oliver Lindtner, Bernd Schäfer. Risk assessment of pyrrolizidine alkaloids in food of plant and animal origin (англ.) // Food and Chemical Toxicology. — 2018-05-01. — Vol. 115. — P. 63–72. — ISSN 0278-6915. — doi:10.1016/j.fct.2018.03.005.
- ↑ Chuanhui Ma, Yang Liu, Lin Zhu, Hong Ji, Xun Song. Determination and regulation of hepatotoxic pyrrolizidine alkaloids in food: A critical review of recent research (англ.) // Food and Chemical Toxicology. — 2018-09-01. — Vol. 119. — P. 50–60. — ISSN 0278-6915. — doi:10.1016/j.fct.2018.05.037.
- ↑ Yilin Chen, Linnan Li, Fen Xiong, Yanqiao Xie, Aizhen Xiong. Rapid identification and determination of pyrrolizidine alkaloids in herbal and food samples via direct analysis in real-time mass spectrometry (англ.) // Food Chemistry. — 2021-01-01. — Vol. 334. — P. 127472. — ISSN 0308-8146. — doi:10.1016/j.foodchem.2020.127472.
- ↑ Stephen W.C. Chung, Chi-Ho Lam. Development of an Analytical Method for Analyzing Pyrrolizidine Alkaloids in Different Groups of Food by UPLC-MS/MS (англ.) // Journal of Agricultural and Food Chemistry. — 2018-03-21. — Vol. 66, iss. 11. — P. 3009–3018. — ISSN 1520-5118 0021-8561, 1520-5118. — doi:10.1021/acs.jafc.7b06118. Архивировано 30 июня 2022 года.
- ↑ Gonzalo J. Diaz, Leidy X. Almeida, Dale R. Gardner. Effects of dietary Crotalaria pallida seeds on the health and performance of laying hens and evaluation of residues in eggs (англ.) // Research in Veterinary Science. — 2014-10-01. — Vol. 97, iss. 2. — P. 297–303. — ISSN 0034-5288. — doi:10.1016/j.rvsc.2014.06.011.
- ↑ L.A.P. Hoogenboom, P.P.J. Mulder, M.J. Zeilmaker, H.J. van den Top, G.J. Remmelink. Carry-over of pyrrolizidine alkaloids from feed to milk in dairy cows // Food Additives & Contaminants: Part A. — 2011-03-01. — Т. 28, вып. 3. — С. 359–372. — ISSN 1944-0049. — doi:10.1080/19440049.2010.547521.
- ↑ Bart Huybrechts, Alfons Callebaut. Pyrrolizidine alkaloids in food and feed on the Belgian market // Food Additives & Contaminants: Part A. — 2015-11-02. — Т. 32, вып. 11. — С. 1939–1951. — ISSN 1944-0049. — doi:10.1080/19440049.2015.1086821.
- ↑ Soo Hwan Yoon, Min-Sun Kim, Sang Hoon Kim, Hyun Mee Park, Heesoo Pyo. Effective application of freezing lipid precipitation and SCX-SPE for determination of pyrrolizidine alkaloids in high lipid foodstuffs by LC-ESI-MS/MS (англ.) // Journal of Chromatography B. — 2015-06-15. — Vol. 992. — P. 56–66. — ISSN 1570-0232. — doi:10.1016/j.jchromb.2015.04.007.
- ↑ FDA Advises Dietary Supplement Manufacturers to Remove Comfrey Products From the Market (2001). Дата обращения: 27 июня 2022. Архивировано 11 января 2017 года.