Abrin - Abrin

Abrin-a
Abrin-a.png
Estrutura Abrin-a ( PDB : 1ABR ). A cadeia A é mostrada em azul e a cadeia B em verde-oliva. Um único peptídeo é clivado nas duas cadeias.
Identificadores
Organismo Abrus precatorius
Símbolo ?
Número CAS 1393-62-0
UniProt P11140
Abrin
Identificadores
ChemSpider
KEGG
Número RTECS
UNII
Número ONU 3462
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referências da Infobox

Abrina é extremamente tóxico toxalbumina encontrado nas sementes da ervilha rosário (ou ervilha Jequirity), ervilha do rosário . Tem uma dose tóxica média de 0,7 microgramas por quilograma de massa corporal quando administrado a ratos por via intravenosa (aproximadamente 31,4 vezes mais tóxico do que a ricina , sendo 22 microgramas por quilograma). A dose tóxica média para humanos varia de 10 a 1000 microgramas por quilograma quando ingerida e é de 3,3 microgramas por quilograma quando inalada.

Abrin é uma proteína inibidora de ribossomos como a ricina , uma toxina que pode ser encontrada nas sementes da mamona , e a pulchelina , uma toxina que pode ser encontrada nas sementes de Abrus pulchellus . Abrin é classificado como um " Agente Selecionado " pela lei dos EUA .

Ocorrência

Abrin só é formado na natureza pela ervilha do rosário. As sementes coloridas desta planta contêm cerca de 0,08% de abrin. A toxina é encontrada dentro das sementes e sua liberação é impedida pelo tegumento. Se o tegumento da semente for ferido ou destruído (por mastigação, por exemplo), a toxina pode ser liberada.

A ervilha do rosário é a planta fonte de Abrin

Propriedades físicas

Abrin é uma lectina solúvel em água . O Abrin em pó é branco-amarelado. É uma substância estável e pode resistir a condições ambientais extremas. Embora seja combustível , não se polimeriza facilmente e não é particularmente volátil .

Bioquímica

Quimicamente, a abrina é uma mistura de quatro isotoxinas, sendo estas abrin-a ( P11140 ), -b ( Q06077 ), -c ( P28590 ) e -d ( Q06076 ). Ocasionalmente, a hemaglutinina não tóxica de Abrus precatorius ( Q9M6E9 ; AAG ) também é incluída como a quinta proteína sob o nome coletivo 'abrin'.

Uma comparação das estruturas semelhantes de abrin-a (vermelho) e ricina (azul)

Abrin-a é a mais potente das quatro isotoxinas, codificada por um gene livre de íntron , e consiste em duas subunidades ou cadeias, A e B. O produto principal da biossíntese de proteínas, a preproabrina, consiste em uma sequência de peptídeo sinal , a sequências de aminoácidos para as subunidades A e B e um ligante. Uma molécula de abrin-a tem um total de 528 aminoácidos e cerca de 65 kDa de massa. Abrin-a é formado após a clivagem de uma sequência de peptídeo sinal e modificações pós-tradução , como glicosilação e formação de ponte dissulfeto no retículo endoplasmático (ER). As outras três abrinas, assim como a aglutinina, possuem estrutura semelhante.

Em termos de estrutura, o abrin-a está relacionado à lectina, a ricina , produzida nas sementes de Ricinus communis .

Usar

Não se sabe que o Abrin foi transformado em arma, no entanto, devido à sua alta toxicidade e à possibilidade de ser processado em um aerossol , o uso de abrin como uma arma biológica é, em princípio, possível. Apesar disso, o rosário rende pequenas quantidades de abrin, o que reduz o risco.

Abrin ocorre naturalmente nas sementes da ervilha do rosário , uma planta comum nas regiões tropicais que ocasionalmente é empregada como um remédio à base de plantas para certas condições. Enquanto a casca externa da semente protege seu conteúdo dos estômagos da maioria dos mamíferos, as cascas das sementes são ocasionalmente perfuradas para fazer joias com miçangas. Isso pode levar ao envenenamento se uma semente for engolida ou se essas joias forem usadas contra a pele danificada. Abrin demonstrou atuar como imunoadjuvante no tratamento do câncer em camundongos.

Toxicologia

Os sintomas de envenenamento por Abrin incluem diarreia , vômitos , cólicas , taquicardia e tremores . A morte geralmente ocorre após alguns dias devido a insuficiência renal , insuficiência cardíaca e / ou paralisia respiratória .

Toxicidade

Embora não haja consenso sobre o nível de dose letal em humanos após a ingestão oral, presume-se que a ingestão de 0,1 a 1 micrograma por quilograma de peso corporal, ou o consumo de uma única semente de ervilha do rosário, pode ser fatal, mas esta informação não está suficientemente documentada. De acordo com outras estimativas, o valor DL 50 da abrina está entre 10 e 1000 μg / kg e é comparável ao da ricina. A gravidade dos efeitos do envenenamento por Abrin varia de acordo com os meios de exposição à substância (seja inalada, ingerida ou injetada). A exposição à abrasão na pele pode causar uma reação alérgica , indicada por bolhas , vermelhidão , irritação e dor, entretanto, não há evidência de toxicidade após o contato com a pele.

Abrin é significativamente mais tóxico após administração intravenosa. Os valores de DL 50 obtidos variam entre 0,03 e 0,06 μg / kg em coelhos e entre 1,25 e 1,3 μg / kg em cães, dependendo da espécie. Em estudos clínicos envolvendo pacientes com câncer, até 0,3 μg / kg intravenoso de imunotoxina de abrina foi tolerado sem o desenvolvimento de sintomas graves de toxicidade.

A toxicidade da abrina também aumenta se for inalada. Em ratos, o LD 50 para esta via de administração é de 3,3 μg / kg.

Toxicodinâmica

Em seu modo de ação, a abrina se assemelha à ricina, além disso, como a ricina, a abrina é uma proteína inativadora de ribossomos do tipo 2 (RIP-II), porém seu efeito é mais potente em comparação com a ricina. O efeito tóxico da abrina é devido a um processo intracelular de várias etapas. Abrin atua ligando-se e penetrando nas células do corpo, inibindo a síntese de proteínas celulares após serem transportadas para o retículo endoplasmático (RE). Ao anexar sua cadeia B de ligação não específica, que atua como um haptômero, à cadeia de carboidrato de uma glicoproteína na superfície da célula, a molécula de abrina se ancora à célula e é subsequentemente engolfada, no entanto, ambos resultados de ligação específicos e não específicos na captação de abrina via endocitose , bem como na ativação da cadeia A, causada pela clivagem da cadeia B. A cadeia A ativada de abrina, o efetômero, então entra nas partes internas da célula, onde cliva uma nucleobase de adenina (A4324) do rRNA 28S da grande subunidade ribossômica de um ribossomo no ou próximo ao ER, inibindo o processo regular da síntese de proteínas celulares. Sem essas proteínas, as células não podem sobreviver. Isso é prejudicial ao corpo humano e pode ser fatal mesmo em pequenas exposições. Além disso, a abrina também pode se ligar a células contendo especificamente o receptor de manose em sua superfície celular, uma vez que esse receptor é encontrado em uma densidade particularmente alta nas células do sistema retículo - histiocítico , o sistema que é afetado em particular pela toxicidade da abrina.

Toxicocinética

As informações sobre a toxicocinética da abrina são limitadas e também divergem. Devido às suas propriedades bioquímicas e à sua semelhança com a ricina, acredita-se que a abrina seja pelo menos parcialmente degradada no trato gastrointestinal . O tamanho da molécula também restringe a absorção pelo trato gastrointestinal. No entanto, as numerosas mortes causadas pelo consumo de sementes de ervilha do rosário confirmam que pelo menos uma pequena porção da toxina pode ser absorvida na circulação sistêmica através do trato gastrointestinal.

Estudos em animais em ratos mostram que há um acúmulo de abrina, após a injeção , no fígado , rins , baço , células sanguíneas, pulmões e coração . A molécula é excretada pelos rins na urina após sofrer clivagem proteolítica.

Sinais e sintomas de exposição a Abrin

Os principais sintomas do envenenamento por Abrin dependem da via de exposição e da dose recebida, embora muitos órgãos possam ser afetados em casos graves. Em geral, os sintomas podem aparecer em qualquer lugar entre várias horas a vários dias após a exposição. Os sintomas iniciais de envenenamento por Abrin por inalação podem ocorrer dentro de 8 horas de exposição, mas um curso de tempo mais típico é de 18–24 horas; eles podem ser fatais dentro de 36-72 horas. Após a ingestão de abrin, os sintomas iniciais geralmente ocorrem rapidamente, mas podem levar até cinco dias para aparecer.

Os sinais e sintomas posteriores de exposição são causados ​​pelos efeitos citotóxicos de Abrin, matando células nos rins, fígado, glândulas supra-renais e sistema nervoso central.

Inalação

Poucas horas após a inalação de Abrin, os sintomas comuns incluem febre, tosse, irritação das vias aéreas, aperto no peito , edema pulmonar (excesso de líquido acumulado nos pulmões) e náusea . Isso torna a respiração difícil (chamada de dispneia ) e a pele pode ficar azul ou preta em uma condição chamada cianose , que é um sintoma de hipóxia . O excesso de líquido nos pulmões pode ser diagnosticado por raio-x ou pela escuta do tórax com um estetoscópio . À medida que os efeitos do abreviação progridem, uma pessoa pode tornar-se diaforética (suar muito) e os fluidos podem aumentar ainda mais. Sua pressão arterial pode cair drasticamente, impedindo que o oxigênio alcance o cérebro e outros órgãos vitais em uma condição chamada choque , e pode ocorrer insuficiência respiratória , que pode ser fatal em 36 a 72 horas. Se a exposição ao abrin por inalação não for fatal, as vias aéreas podem ficar sensibilizadas ou irritadas.

Ingestão

A ingestão de qualquer quantidade de Abrin pode causar sintomas graves. Os primeiros sintomas incluem náusea , vômito , dor na boca, garganta e esôfago, diarreia , disfagia (dificuldade para engolir) e cólicas e dores abdominais . À medida que os sintomas progridem, o sangramento e a inflamação começam no trato gastrointestinal. A pessoa afetada pode vomitar sangue ( hematêmese ), ter sangue em suas fezes, o que cria fezes pretas e alcatroadas chamadas melena e mais hemorragia interna. A perda de volume de sangue e água por causa de náuseas, vômitos, diarreia e sangramento faz com que a pressão arterial caia e o dano aos órgãos comece, o que pode ser observado quando a pessoa começa a ter sonolência / sonolência, hematúria (sangue na urina), estupor , convulsões , polidipsia (sede excessiva) e oligúria (baixa produção de urina). Em última análise, isso resulta em falência de múltiplos sistemas de órgãos , choque hipovolêmico , colapso vascular e morte.

Absorção

Abrin pode ser absorvido através da pele ferida ou absorvido através da pele se dissolvido em certos solventes. Também pode ser injetado em pequenos grânulos e absorvido pelo contato com os olhos. Abrin na forma de pó ou névoa pode causar vermelhidão e dor nos olhos (ou seja, conjuntivite ) em pequenas doses. Pequenas doses absorvidas pelos olhos também podem causar lacrimejamento ( lacrimejamento ). Doses mais altas podem causar danos aos tecidos, sangramento severo na parte posterior do olho ( hemorragia retiniana ) e deficiência visual ou cegueira . Uma dose grande o suficiente pode ser absorvida pela corrente sanguínea e causar toxicidade sistêmica.

Tratamento

Como não existe antídoto para o abrin, o fator mais importante é evitar a exposição ao abrin. Se a exposição não puder ser evitada, o fator mais importante é remover ou remover a abrasão do corpo o mais rápido possível. A exposição ao Abrin pode ser evitada quando está presente em grandes quantidades, usando equipamento de proteção individual adequado . O envenenamento por Abrin é tratado com cuidados de suporte para minimizar os efeitos do envenenamento. Esse cuidado varia de acordo com a rota de exposição e o tempo desde a exposição. Para ingestão recente, a administração de carvão ativado e lavagem gástrica são ambas as opções. Usar um emético (agente de vômito) não é um tratamento útil. Em casos de exposição ocular, enxaguar o olho com soro fisiológico ajuda a remover a abrasão. A oxigenoterapia , o manejo das vias aéreas , a ventilação assistida , o monitoramento , a administração de fluidos IV e a reposição de eletrólitos também são componentes importantes do tratamento.

Veja também

Referências

links externos