MASARYKOVA UNIVERZITA. Biologické jedy v rostlinné říši

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání Biologické jedy v rostlinné říši Bakalářská práce Brno 2015 Vedoucí bakalářské práce: Mgr. Petr Ptáček, Ph.D. Vypracovala: Tereza Pokorná

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem závěrečnou bakalářskou práci vypracovala samostatně, s využitím pouze citovaných literárních pramenů, dalších informací a zdrojů v souladu s Disciplinárním řádem pro studenty Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity a se zákonem č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů. Souhlasím, aby práce byla uložena na Masarykově univerzitě v knihovně Pedagogické fakulty a zpřístupněna ke studijním účelům. V Brně dne 28. března Tereza Pokorná

3 PODĚKOVÁNÍ Touto cestou bych ráda poděkovala Mgr. Petru Ptáčkovi, Ph.D., za jeho čas a vstřícnost při odborném vedení mé bakalářské práce a za jeho cenné poznámky a připomínky.

4 Obsah 1 Úvod a cíl práce Úvod Cíl práce Základní pojmy a jejich definice Toxikologie Toxická látka (jed) Jedovatost rostlin Dávka Intoxikace (otrava) Antidotum (protijed) Místo výskytu toxických látek v těle rostlin Primární a sekundární metabolismus rostlin Jedovatost rostlin Skupiny účinných látek u jedovatých rostlin Alkaloidy Glykosidy Silice Terpeny Polyacetylenové sloučeniny Toxické aminokyseliny Rostlinné kyseliny Proteiny a peptidy Fotosenzibilizace rostlin Rychlost a intenzita působení jedu, příčiny otrav Působení jedu na lidský organismus Srdce a cévní soustava... 35

5 7.2 Nervová soustava Dýchací ústrojí Játra Ledviny Trávicí soustava Postup při otravách rostlinnými jedy Zásady první pomoci: Intoxikovaného člověka v bezvědomí je třeba: Toxikologické informační středisko (TIS) Rostliny jako alergeny Inhalační Potravinové Kontaktní Léčba alergie Závěr Vize diplomové práce Abstrakt Klíčová slova Abstract Keywords Pouţité zdroje Seznam obrázků... 51

6 1 Úvod a cíl práce 1.1 Úvod Jedy, označované jako toxiny, mohou být látky organického i anorganického původu. Organické jedy se vyskytují v bakteriích, sinicích, řasách, rostlinách, houbách a ţivočiších. První jedy byly objeveny jiţ kolem roku 4500 př. n. l. v období starověku. Byly vyuţívány k lovu kořisti i zabíjení nepřátel, zvláště v době Římské říše. V té době se jed pouţíval i v primitivní medicíně. Nejstarší písemnou památkou o toxikologii je Erbesův papyrus pravděpodobně z roku 1600 př. n. l. Toto dílo obsahuje 900 receptů z období starého Egypta na přípravu jedů a návody k léčení otrav. Jiţ ve 2. století př. n. l. římský botanik a lékař Pedanisos Dioskorides sepsal ucelené toxikologické dílo De materia medica, které zahrnovalo více neţ 800 rostlinných a přes 100 ţivočišných toxinů. Toxikologie jako samostatný vědní obor vznikla v 19. století. Ve 20. století jiţ byla úzce propojena s farmakologií. K vývoji moderní toxikologie přispěl rozvoj chemického a průmyslového odvětví. Práce je literární rešerše zpracovávající téma jedů v rostlinné říši. Rostliny jsou nedílnou součástí našeho ţivota. Vyskytují se v bytě, na zahradě, loukách či polích, v parcích a hlavně ve volné přírodě. Slouţí k okrase, potravě, k tvorbě kyslíku, mohou však obsahovat látky, které jsou pro zdraví člověka i zvířat nebezpečné. J. Baloun v knize Rostliny způsobující otravy a alergie rozdělil rostlinné jedy do skupin alkaloidy, glykosidy, silice, terpeny, polyacetylenové sloučeniny, toxické aminokyseliny, rostlinné kyseliny, proteiny a peptidy. [1] Kaţdá z těchto skupin je podrobněji rozebrána. Dále je podán ucelený přehled o místech výskytu jedu v těle rostlin, o jeho působení na lidský organismus a první pomoci při intoxikaci. 6

7 1.2 Cíl práce Cílem bakalářské práce s názvem Biologické jedy v rostlinné říši je vytvořit literární rešerši, která zahrnuje: - zpracování základních pojmů z oblasti toxikologie; - přiblíţení výskytu jedu v těle rostlin a metabolismy zde probíhající - rozdělení účinných látek do jednotlivých skupin - projev toxicity formou fotosenzibilizace - prudkost otravy a důvody, proč k otravám dochází - první pomoc při otravách rostlinami - obecná charakteristika alergií, jejich rozdělení a léčba 7

8 2 Základní pojmy a jejich definice 2.1 Toxikologie Toxikologie, jejíţ název pochází z řeckého toxikon (jedová substance, do které byla namáčena špička šípů) a logos (nauka), je samostatný vědní obor. Studuje nepříznivé (toxické) účinky cizorodých chemických látek (xenobiotik) a jejich směsí na ţivé organismy i na celé ekosystémy. Toxikologii můţeme zjednodušeně definovat jako nauku o jedech. Toxické sloučeniny mohou organismus ovlivňovat: bezprostředně toxicita dlouhodobě mutagenita (genetické defekty) rakovinotvornost (nádory) teratogenita (vady vývoje nenarozeného plodu) alergie Při studiu toxických účinků se zaměřením na jejich povahu, mechanismus jejich účinku (na úrovni buněčné, molekulární, biochemické) a na pravděpodobnost jejich výskytu vyuţívá toxikologie výsledky ostatních věd (např. biologie, fyziologie a patofyziologie, farmakologie, genetiky, chemie, biochemie apod.). Díky úzkému propojení s ostatními vědami ji řadíme mezi interdisciplinární obory. Toxikologii můţeme rozdělit na obecnou a speciální. Obecná toxikologie se zabývá vztahy mezi chemickými látkami a jejich účinky na ţivý organismus. Má mnoho společného s obecnou farmakologií. Speciální toxikologii můţeme rozdělit do několika odvětví: klinická toxikologie diagnostika otrav, studium klinických projevů a terapií onemocnění; forenzní toxikologie zkoumá příčiny smrti díky posmrtně odebraným tělesným vzorkům; toxikologie přírodních látek studuje toxické látky nacházející se ve všech formách ţivých organismů; toxikologie léčiv zabývá se toxickými projevy látek pouţívajících se jako terapeutika v medicíně; průmyslová toxikologie studium látek vyprodukovaných chemickým průmyslem; 8

9 toxikologie ţivotního prostředí zkoumá znečištění ţivotního prostředí chemickými látkami ve vztahu k jejich akutnímu a chronickému působení na zdraví člověka a zvířat; ekotoxikologie součást toxikologie ţivotního prostředí, studuje však vliv toxických látek na dynamiku uvnitř ekosystémů; chemická toxikologie zkoumá chemické aspekty jedů, dělí se na analytickou toxikologii, syntézu jedů a biochemickou toxikologii. 2.2 Toxická látka (jed) Toxická látka je kaţdá látka, která podána v minimálním nebo malém mnoţství na základě svých chemických a fyzikálně chemických vlastností po vstřebání organismus poškodí, tj. vyvolá různě těţké chorobné změny, které mohou vést aţ k smrti. [1] Zmíněná definice je jedna z mnoha. Mezi jednu z nejstarších, ale pravdivou, patří definice Paracelsa (vlastním jménem Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus Von Hohenheim, ţijící v letech ): "Všechny sloučeniny jsou jedy. Neexistuje sloučenina, která by jedem nebyla. Rozdíl mezi lékem a jedem tvoří dávka." Z toho vyplývá, ţe kaţdá látka se za určitých podmínek můţe stát jedem a záleţí jen na mnoţství podané dávky. Jedem můţe být jakákoli látka, můţe se vyskytovat v podobě všech tří skupenství. I látka za normálních podmínek neškodná můţe působit ve velkých dávkách na organismus škodlivě, např. chlorid sodný (kuchyňská sůl). [6] Mezi jedy ale obvykle nepočítáme látky, působící fyzikálně - např. horkou vodu, která působí místně termicky, nebo rozemleté sklo, které účinkuje místně mechanicky. [12] 2.3 Jedovatost rostlin Jedovatost rostlin způsobují účinné látky obsaţené v jejich tělech a působí jako jedy (toxiny, toxické látky). Tyto látky (resp. rostliny) po vniknutí do těla poţitím nebo poraněním způsobují otravu. [3] 9

10 2.4 Dávka Dávkou rozumíme mnoţství chemické látky (xenobiotika), které pronikne do organismu. Minimální smrtelná dávka (dosis letalis minima) je taková nejmenší dávka, která usmrtí jedno zvíře většího souboru (za větší soubor se udává 100 jedinců). [4] Maximální smrtelná dávka (dosis letalis maxima) je naopak nejmenší dávka, při které je usmrceno 100 % pokusných zvířat. [9] Střední smrtelná dávka (dosis letalis media, LD 50 ) je dávka, při níţ je usmrcena polovina pokusných zvířat v souboru. Při dostatečně velkém souboru není tato hodnota ovlivněna individuálními vlastnostmi zvířat. Při aplikaci na člověka je však nutné pamatovat na to, ţe existují někdy výrazné mezidruhové rozdíly v hodnotě střední smrtelné dávky, které mohou být aţ řádové. [9] S. Štípek ukázal v knize Stručná toxikologie: mechanizmus, diagnostika a léčení akutních otrav a látkové závislosti příklad rozdílu v citlivosti na jedy na atropinu. Pro člověka je LD50 1,5 mg/kg (kg značí 1 kg ţivé hmotnosti pokusného zvířete), ale pro králíka je LD mg/kg. Králík je totiţ chopen tento alkaloid štěpit. 2.5 Intoxikace (otrava) Otrava je negativní stav, který vzniká přítomností jedu v organismu. Jedná se o nemoc, která má konkrétního původce, inkubační dobu, příznaky, průběh, někdy také pozdější následky, a to jako projev vzájemného působení (interakce) organismu a jedovaté látky. [3] Akutní otrava Stav po jednorázovém pouţití jedovaté látky, popřípadě po poţití opakovaném v poměrně krátkém časovém intervalu, charakterizovaný klinickým obrazem většinou váţného stavu s ohroţením základních funkcí postiţeného. [4] Chronická otrava Je způsobena expozicí nebo opakovaným příjmem jedu v dlouhém časovém intervalu (týdny, měsíce, roky), obvykle v malých dávkách, které nevyvolávají akutní příznaky. 10

11 Ţivot není bezprostředně ohroţen, zdraví postiţeného je však dlouhodobě a většinou trvale poškozeno. [4] 2.6 Antidotum (protijed) Látka, která neutralizuje účinek jedu. Principem můţe být např. vytěsnění jedu z cílové struktury (např. receptoru), urychlení rozkladu jedovaté látky, její adsorpce nebo ovlivnění funkce antagonistického systému vzhledem k tomu systému, který byl porušen intoxikací. [1] Protijedy se rozdělují na specifické (pouţívají jen k několika málo látkám) a nespecifické. Specifické protijedy: antagonisté opioidů opioidy způsobují například útlum dechové činnosti, podává se naloxon nebo nalorfin; antagonisté benzodiazepanů benzodiazepiny navozují útlum centrální nervové soustavy, protijedem je flumazenil; antagonisté heparinu heparin sniţuje sráţlivost krve, je nutné podat protamin; chelátotvorné látky podávají se při otravách těţkými kovy, vápenatá sůl (otrava olovem, manganem, kobaltem), dimerkaptol (otrava arsenem, zlatem, rtutí), deferoxamin (otrava ţelezem). Nespecifické protijedy: acetylcystein podává se při předávkování paracetamolem; oxidoredukční látky thiosulfát (otrava kyanidy a dusitanem sodným), methylenová modř (při methemoglobinémii, tzv. modrání kojenců); ethanol pouţívá se při otravě metanolem a ethylenglykolem. 3 Místo výskytu toxických látek v těle rostlin Rostliny se od ţivočichů liší rozdílnou stavbou těla. Jednou z odlišností je neutváření centrálních orgánů například pro dýchání, asimilaci CO 2 anebo pro vyměšování. Funkce těchto chybějících orgánů je nahrazována tak, ţe kaţdá buňka ukládá produkty svého metabolismu v sobě a to ve zvláštních polopropustných, membránami ohraničených prostorech. Příkladem je soubor vakuol (tzv. vakuom), coţ jsou dutiny v cytoplazmě 11

12 rostlinné buňky vyplněné buněčnou šťávou. Ta je z chemického hlediska vodným roztokem, obsahující sacharidy, aminokyseliny, bílkoviny, tuky aj., ale i toxické produkty metabolismu (alkaloidy, glykosidy, apod.). Toxikologicky významné mohou být i některé idioblasty (specializované buňky, odlišné od ostatních buněk tvarem i vlastnostmi), které hromadí různé krystalické útvary. Příkladem jsou idioblasty s nahromaděnými svazečky krystaly šťavelanu vápenatého, tvaru jehliček, které nalezneme u zástupců čeledi áronovité (Araceae). Dalším místem, kde se vyskytují látky toxické pro lidský organismus, jsou některá vnitřní a povrchová sekreční zařízení. Jedním z vnitřních mechanismů jsou mléčnice, coţ jsou protáhlé buňky, hromadící latex (suspenze nebo emulze různých organických látek). Toxikologicky významné mohou být například alkaloidy v latexu makovitých rostlin. Mezi sekreční zařízení se řadí i mezibuněčné prostory (tzv. interceluláry), které také mohou obsahovat toxické metabolity (př. siličné kanálky u čeledi miříkovité). Povrchovým zařízením k vylučování konečných produktů metabolismu jsou nejčastěji různé ţláznaté nebo ţahavé trichomy. Buňky těchto ţlázek či trichomů mohou mezi buněčnou stěnu a kutikulu vylučovat silice nebo i různé toxické produkty metabolismu. Při odlomení trichomu můţe dojít ke vniknutí dráţdivého obsahu jeho buněk do kůţe. [1] 3.1 Primární a sekundární metabolismus rostlin Při studiu metabolismů rostlin se často pouţívají termíny primární a sekundární metabolismus. Ukázalo se, ţe sekundární metabolismus je úzce spjat s metabolismem primárním a nelze najít mezi nimi ţádné přesné hranice. Některé meziprodukty (intermediáty) metabolismu jednoho druhu mohou být uţ konečným produktem v metabolismu jiného druhu. Primární metabolismus V primárním metabolismu probíhají procesy nutné pro zabezpečení energie a stavebních materiálů. Produkty primárního metabolismu bývají u organismů v podstatě stejné a patří k nim zejména cukry, aminokyseliny, proteiny, tuky aj. Tyto primární látky jsou naprosto nezbytné pro základní ţivotní pochody rostliny a účastní se základních biochemických reakcí. [5] 12

13 Schémata metabolismů mají často cyklický charakter (např. citrátový cyklus). Sekundární metabolismus V cytoplasmě také probíhají biochemické reakce, které nejsou pro buňku ţivotně nezbytné a často jsou různé druh od druhu. Právě tyto reakce jsou označovány jako sekundární metabolismus. Jejich produkty se nazývají sekundární metabolity, které lze vyloučit z primárního metabolismu. Nejsou pro ţivý organismus důleţité ani jako zdroj energie, ani jako zásobní látky či stavební látky. Biogeneze sekundárních metabolitů se odvíjí pouze z několika málo primárních metabolitů: aminokyselin, acetylkoenzymu A, mevalonové kyseliny a meziproduktů biosyntézy šikimové kyseliny. [1] Z hlediska biogeneze lze tyto sekundární metabolity rozdělit na polyketidy, terpeny a steroidy a látky vznikající z šikimové kyseliny. Polyketidy jsou tvořeny velmi reaktivním esterem acetátem, který v rostlinách nalezneme ve formě thioesteru octové kyseliny s koenzymem A. Tento ester je zapojován jak do tvorby vyšších mastných kyselin, tak poskytuje základní části pro biosyntézu sekundárních metabolitů, které označujeme jako polyketidy. Jejich základní strukturu tvoří poly-β-ketoacylkoenzym, který vzniká kondenzací acetylkoenzymu A a malonylkoenzymu A. Terpeny a steroidy jsou vytvořeny spojením základní jednotky, kterou je pětiuhlíkatý isopren. Jehoţ biogeneze vychází z acetylkoenzymu A. Při lineárním propojování izoprenových jednotek budou vznikat monoterpeny, diterpeny, triterpeny. Steroidy pak vznikají cyklizací skvalenu. Rostlinné steroidy se nazývají fytosteroly a patří sem například alkaloidy či kardioaktivní glykosidy. Šikimová kyselina je významný meziprodukt mnohých biosyntéz, který vzniká při metabolismu glysidů. Prvním stupněm jejího vzniku je erythroso-4-fosfát. Je důleţitým prekurzorem aromatických aminokyselin (např. tyrosinu), ze kterých odvozujeme další metabolity. Při biosyntéze aromatických aminokyselin se tvoří ještě další mezistupně. Z těchto aminokyselin vyšší rostliny vytváří sekundární metabolity typu alkaloidů a dále přes skořicovou kyselinu například lignin, kumariny, třísloviny, kyanogenní glykosidy apod. 13

14 3.2 Jedovatost rostlin Ţivočichové se mohou pohybovat, a proto zvolili jako účinnou a nenásilnou obranu útěk. Rostliny moţnost takové sebeobrany nemají, a příroda je proto vybavila jinými moţnostmi. Mají například různé ostré výrůstky (ostny, trny), chloupky nebo právě schopnost produkovat toxické látky. Tyto látky po vniknutí do těla poţitím nebo poraněním způsobují otravu (poruchu zdraví), tzn. poruchu normálních činností lidského nebo zvířecího organismu. Některé jedy působí na nervovou soustavu, dýchací či trávicí ústrojí, jiné na srdce, ledviny, játra nebo svaly. Jedy obvykle ve velmi malém mnoţství několika mikrogramů nebo nanejvýš několika desítek gramů organismus poškozují, po vstřebání vyvolávají chorobné změny, jeţ mohou vést i k zániku organismu. [3] Jedovaté látky mohou být obsaţeny v celé rostlině vcelku rovnoměrně nebo jsou v některé její části více koncentrovány, někdy se ale vyskytují jen v některých orgánech. Nejvíce jedovaté bývají kořeny, hlízy, cibule i oddenky, dále plody a kůra, méně stonky a listy, zřídka je zvýšený obsah jedů v květech. [5] Rostliny téhoţ druhu mohou být různě toxické, přičemţ jejich toxicita můţe být ovlivněna podmínkami stanoviště, kde roste (např. mnoţství slunečního záření, obsahem minerálních látek, sloţením půdy, vlhkostí apod.), stářím rostliny, ročním období, klimatickými podmínkami, ale i na části jediného dne, kdy je rostlina pouţita. Některé jedovaté rostliny nebo jejich části jsou jedovaté pouze v čerstvém stavu, kdeţto sušením, vařením, pečením nebo smaţením jejich jedovatost mizí nebo se podstatně sniţuje v důsledku změn a rozpadu účinných látek. [8] Sloţení některých rostlinných jedů není dodnes přesně známé, jejich oddělení (izolace) a stanovení (identifikace) jsou velmi obtíţné pro sloţitost těchto sloučenin i celých směsí obsahových látek v rostlinách. Hlavní jed opia máku setého, tj. morfin, byl izolován jiţ ve 20. letech 19. století, trvalo však téměř sto let, neţ bylo stanoveno jeho přesné sloţení a struktura. V opiu se během několika desetiletí intenzivního bádání zjistilo přes 40 dalších alkaloidů a ani dnes nelze povaţovat výzkum máku setého za ukončený. [5,8] 14

15 4 Skupiny účinných látek u jedovatých rostlin Jed můţe být v rostlině zastoupen jedinou jedovatou látkou nebo několika látkami. Vlastní účinné látky mají určité chemické sloţení, které nám umoţňuje jejich skupinové třídění. Protoţe však mnohé jedovaté rostliny (ale také rostliny vůbec) mají více účinných látek chemicky vzájemně odlišných, je moţno je zařadit do dvou, někdy i více skupin. [6] Nejvýznamnější rostlinné jedy nalezneme mezi alkaloidy, glykosidy, silicemi, terpeny, rostlinnými kyselinami, proteiny a peptidy, nebílkovinnými aminokyselinami a polyacetylenovými kyselinami. 4.1 Alkaloidy Alkaloidy představují skupinu zásaditých organických sloučenin a jsou výsledkem metabolismu přibliţně 10 aţ 20 % všech rostlin. V jedné rostlině je zpravidla obsaţeno více alkaloidů. Jako hlavní se značí ten, kterého je tam největší mnoţství. Dnes je známo kolem alkaloidů. [11] Za alkaloidy jsou označovány organické dusíkaté báze, většinou deriváty pyridinu, pyrolu, chinolinu, isochinolinu a glyoxalinu. V rostlinách jsou z velké části vázány jako soli organických kyselin (šťavelové, octové, mléčné, jablečné, vinné kyseliny aj.) a jen v malém mnoţství jsou alkaloidy přítomny jako volné báze. Alkaloidy se převáţně tvoří ve zcela mladých buňkách a ukládají se v různých rostlinných orgánech, například v kořenech, plodech nebo semenech. Jejich vznik a mohutnost tvorby je ovlivněna řadou zevních podmínek, jako je např. kvalita půdy a mnoţství dusíkatých látek, ph půdy, světlo, vlhkost apod. Je také známo, ţe tatáţ rostlina pěstovaná v různých světadílech nemusí mít shodný obsah alkaloidu, resp. jejich poměr. [7] Toxikologicky významné skupiny a zástupci alkaloidů Chinolizidinové alkaloidy Po chemické stránce to jsou deriváty norlupinanu. V rostlinné říši se vyskytují značně rozptýleny. Zástupci chinolizidinových alkaloidů: cytisin, spartein, lupinin výskyt u čeledi bobovitých (Fabaceae) 15

16 O N NH Obr. 1: Cytisin Cytisin Nejznámějším chinolizidinovým alkaloidem je cytisin (viz obr. 1), který se vyskytuje v částech štědřence, známého téţ jako zlatý déšť, ale i v dalších bobovitých rostlinách. Cytisin je toxický i pro domácí hospodářská zvířata (ovce, kozy), jejichţ mléko můţe být jedovaté. K otravám lidí dochází velmi často a otravy jsou velmi nebezpečné. Nejčastěji se otráví dětí, u nichţ můţe otravu vyvolat pozření jiţ několika semen. V lékařské literatuře jsou zdokumentovány stovky otrav touto rostlinou, z nichţ mnohé končí smrtí. [14] Otrava se objevuje velmi brzy po poţití a projevuje se zvracením, průjmem, ospalostí nebo naopak blouzněním a halucinacemi, svalovými záškuby a křečemi, v těţkých případech se dostavují poruchy srdeční činnosti, zástava dechu a smrt. [13] Piperidin-pyridinové alkaloidy Do této skupiny alkaloidu patří: koniin vysoce toxický piperidinový alkaloid z bolehlavu plamatého (Conium maculatum) nikotin, anabasin pyridinové alkaloidy tabáku (Nicotiana) lobelin z lobelky (Lobelia) N N CH 3 Obr. 2: Nikotin 16

17 Nikotin Nikotin je nejvýznamnější pyridinový alkaloid, vyskytující se v listech tabáku virginského. V malém mnoţství je nikotin přítomen i v rajčatech, bramborech, květáku a v některých dalších druzích zeleniny. Uţívání nikotinu jako psychotropní látky je spojeno s kouřením. Při kouření se nikotin uvolňuje z tabákového listu, přechází do kouře a vstřebává se přes ústní a nosní sliznici, sliznici trávicího a dýchacího traktu. Nikotin se váţe na nikotinové receptory, kam se normálně váţe acetylcholin (neurotransmiter zajišťující přenos vzruchu v centrální i periferní nervové soustavě), a dráţdí je. Vyvolává tak zvýšenou aktivitu trávicího traktu, coţ zahrnuje vzestup produkce slin a trávících šťáv a zvýšenou aktivitu hladké svaloviny. Dochází také k vyšší produkci potu a můţe dojít ke staţení zornice. Vazba na nikotinové receptory v centrálním nervovém systému vyvolá excitaci a můţe způsobit křeče. Při malém uţití můţe excitace vyvolaná nikotinem přechodně mírně zvýšit duševní výkonnost. Vyšší dávky vedou k ochrnutí centrální nervové soustavy; smrt nastává pro obrnu dýchacího centra. Tabákový kouř obsahuje asi 3000 chemických sloučenin a mnohé z nich jsou jedovaté, např. oxid uhelnatý a kyanid, jiné jsou velmi účinnými karcinogeny, např. nitrosaminy. Nikotin je tedy jen jednou sloţku tabákového kouře, je však hlavním viníkem závislosti na tabáku, nikotinismem. [17] Dříve se nikotin pouţíval jako insekticid proti mšicím a roztočům. Zkoumán je i moţný pozitivní vliv nikotinu při léčení Alzheimerovy choroby a Parkinsonovy choroby. V medicíně je především pouţívá jako léčba pro závisle na nikotinu (podávání nikotinu formou náplastí, ţvýkaček apod.). [18] Tropanové alkaloidy hyoscyamin typický pro čeleď lilkovité (Solanaceae) atropin je obsaţen v rostlinách čeledi lilkovitých (Solanaceae) jako je rulík zlomocný, durman, blín černý kokain z jihoamerické rostliny rudodřevu koka (Erythroxylon coca) 17

18 Obr. 3: Atropin Atropin Atropin je racemát (opticky neaktivní směs stejného mnoţství pravotočivě i levotočivé formy téţe látky) hyoscyaminu a má halucinogenní účinky. Příznakem otravy bývá suchost v krku vedoucí aţ k chraptění (atropin tlumí sekreci slinných a potních ţláz), zvýšený tep a teplota, kůţe je suchá a zarudlá. Zornice jsou rozšířené a zvyšuje se nitrooční tlak. Při vyšších dávkách se objevuje závrať, dezorientace, někdy i agresivita. Otrávený má velmi pohyblivé a četné sluchové, zrakové a čichové halucinace. Následuje útlum a spavost. [23] Atropin se vstřebává rychle sliznicemi, spojivkou pomalu. Hromadí se v ledvinách a játrech, kde je odbouráván % se vylučuje močí. Atropin proniká placentou (5 15 min. po podání), byl zjištěn i v mateřském mléce. Smrtelná dávka atropinu je 0,01 aţ 0,1 g, pro děti se jako smrtelná dávka udává 3 aţ 4 bobule rulíku zlomocného, u dospělých 10 aţ 12 bobulí nebo 0,3 a více gramu jeho listu. Atropin se vyuţívá v oftalmologii, kde způsobuje rozšíření zornic. Vyuţívá se při diagnóze některých očních chorob a ve formě očních kapek se pouţívá při léčbě vad či poškození oka. Dále se s atropinem můţeme setkat při léčbě bradykardie, coţ je onemocnění, kdy dochází k nepravidelnému srdečnímu rytmu nebo jeho zpomalení. Pyrolizidinové alkaloidy senecionin, senecyfilin, retrorsin alkaloidy starčku (Senecio) 18

19 H 3 C O HO CH 3 O CH O 3 O N Obr. 4: Senecionin Senecionin Senecionin patří mezi jaterní jedy. Vyvolává trombózy jaterních ţil, nekrózy jater a později cirhózy. Otravy byly zjištěny i u zvířat. U lidí dochází k otravě poţitím mléka krav, které se pasou a krmí pící obsahující starček. K otravám můţe dojít také po poţití mouky, chleba nebo pečiva, které byly připraveny z obilí, do kterého se dostalo větší mnoţství starčku. [16] Největší koncentrace toxických látek je v květu starčku. K otravě můţe dojít u koňů a hovězího dobytka při pastvě na zaplevelených loukách. Zvířata během konzumace netrpí ţádnými příznaky. Ty se objeví aţ po několika měsících, kdy dochází k poškození jater. Dříve byl senecionin vyuţíván k zástavě krvácení, ale dnes jiţ ţádné vyuţití nemá. Isochinolinové alkaloidy morfin, papaverin toxické látky makovitých rostlin (Papaveraceae) kolchicin nebezpečný alkaloid ocúnu (Colchicum) Obr. 5: Morfin Morfin Morfin je jedním z hlavních alkaloidů opia makovitých rostlin (Papaveraceae). V lékařství se vyuţívá se jako analgetikum proti bolestem. Při předávkování můţe dojít k otravě. Objevují se závratě, úzkosti, u někoho zase euforie. Po větších dávkách 19

20 začíná svědit tělo, dochází k začervenání v obličeji. Otrávený můţe upadnout do narkózy, mizí reflexy a dech slábne. Dlouhodobá otrava morfinem se nazývá morfinismus. Ten se projevuje zpočátku nenápadně. Postiţený si stěţuje na nechutenství, zaţívací potíţe, hučení v uších a další těţko popsatelné pocity. Trpí třesem a poruchami svalové koordinace. V pokročilém stádiu se objevuje celková zchátralost, šedivění vlasů, poruchy pevnosti zubů a nehtů. Morfinista upadá do těţkých depresí. Nedostane-li potřebnou dávku morfinu, projevují se abstinenční příznaky. [15] Indolové alkaloidy Ibogain gramin alkaloid lupiny ţluté ibogain je psychoaktivní látka nalezena v rostlinách z čeledi toješťovité (Apocynaceae) ergometrin, ergotamin, ergokristin námelové alkaloidy produkovány plísní paličkovice nachová H 3 C O N H Obr. 6: Ibogain N CH 3 Alkaloid nalezený v kořenech keře Tabernanthe iboga, jehoţ přirozeným domovem je rovníková Afrika, se nazývá ibogain. Některé africké kmeny, uctívající náboţenství Bwiti, pouţívají extrakt z kořenů tohoto keře ve svých rituálech muţské iniciace do dospělosti. Vyvolává fantastické vizuální představy, pocit excitace, opilosti, mentální zmatenosti a halucinace. Po orálním podání vyvolává subjektivní reakce, které přetrvávají přibliţně 6 hodin. Na 50 % lidí nahlásilo po poţití závrať, nekoordinovanost pohybů, ţaludeční nevolnost a zvracení. Vyšší dávky způsobují křeče, ochrnutí a nakonec zástavu dechu. [26] V současné době není dosud oficiálně uţívaným lékem, je však povaţován za perspektivní látku vyuţitelnou v léčbě drogových závislostí. Tento předpoklad vyšel 20

21 z několika otevřených studií aţ náhodných případů, kdy byla u některých drogově závislých po poţití jediné dávky ibogainu či po krátké léčebné kúře, navozena dlouhodobá abstinence v trvání několika měsíců i let. [33] Steroidní alkaloidy solanin, tomanin, solasodin cholestanové glykoalkaloidy lilku (Solanum) jervin, cyklopamin alkaloidy kýchavice (Veratrum) a komonky (Petilium) cyklobuxin alkaloid zimostrázu (Buxus) Cyklobuxin Hlavní alkaloid zimosrázu, který je nositelem toxického účinku, je cyklobuxin. Cyklobuxin D je křečový jed, otrava se projevuje zvracením, kolikovitými bolestmi, průjmem, svalovou slabostí a povrchním dechem. Smrt se můţe dostavit po hodinách a je doprovázena silnými křečemi. Otravy byly pozorovány u člověka, koně, psa a vepře. [21] Terpenické alkaloidy akonitin, mezakonitin, ajacin vysoce toxické metabolity oměje (Aconitum) a stračky (Delphinium) Obr. 7: Akonitin [55] Akonitin Symptomy otravy se objevují jiţ po poţití 0,2 mg akonitinu, smrtelná dávka pro člověka činí asi 3 aţ 6 mg, coţ představuje jen několik gramů kořene. První příznaky jsou zjevné jiţ po několika minutách, smrt můţe nastat během několika mála hodin. Lehké příznaky otravy se mohou dostavit při pouhém doteku. [24] 21

22 Po poţití nastává pocit mravenčení v dutině ústní, které se rozšiřuje na konečky prstů, hrudník a pánev a přechází v úplné znecitlivění. Současně dochází k poklesům tělesné teploty, zvracení, svalové slabosti, srdeční arytmii, úzkosti, povrchnímu dýchání. Smrt nastává při plném vědomí zástavou dechu a poškozením srdce. jiné alkaloidy efedrin jednoduchý amin izolovatelný z chvojníku (Ephedra) graveolin, skimmianin alkaloidy routy (Ruta) 4.2 Glykosidy Početná skupina sloučenin přirozeného původu se vyznačuje poměrně snadnou štěpitelností na dvě jednodušší, ale odlišné části: jednou z nich je vţdy sacharid, druhou bývají organické sloučeniny nejrůznějšího druhu. [25] Cukernou sloţkou můţe být např. glukóza, arabinóza, galaktóza a necukernou sloţkou (aglykonem) pak např. alkohol, fenol, ester, aldehyd, kyselina. Obě tyto části jsou propojeny vazbou etherového charakteru, tzv. glykosidovou vazbou. Všechny glykosidy obsahují uhlík, vodík a kyslík, jen v některých je obsaţen ještě dusík; malý počet glykosidů obsahuje také síru nebo draslík anebo obojí. [49] Nalezneme je v různých orgánech rostlin (semena, cibule, listy, natě, ). Toxikologicky významné skupiny a zástupci glykosidů Kyanogenní glykosidy linamarin nalezneme v čeledích lnovité (Linaceae) a vikvovité (Viciaceae) prunasin v čeledi růţovitých (Rosaceae) amygdalin hojně rozšířen v čeledi růţovitých (broskve, třešně, švestky, ), izoluje se obvykle z hořkých mandlí Amygdalin Jak jsem jiţ výše zmínila, amygdalin se vyskytuje v hořkých mandlích (5 % amygdalinu), v semenech broskví, meruněk, třešní a také v tropickém manioku. V malém mnoţství ho nalezneme i v semenech jablek a hrušek. Je nositelem hořké chuti. 22

23 Smrtelná dávka hořkých mandlí se u dospělého člověka uvádí kolem 60 jader, u dítěte 10 jader. U peckovin je letální dávka pro děti 5 35 semen. Amygdalin se můţe enzymově štěpit na kyanovodík (viz schéma 1), který je velmi toxický. Kyanidový iont má vysokou afinitu k ţelezitým iontům. Po průniku do buňky velmi rychle reaguje s trojmocným ţelezem cytochromoxidasy dýchacího řetězce v mitochondriích. Je tak zablokován přenos elektronu na molekulární kyslík, který tak nemůţe být vyuţit pro oxidační pochody. Kyanovodík takto přerušuje přívod kyslíku a oxidační procesy v buňkách. Jeho LD 50 je 0,5-3,5 mg/kg. [20] Schéma 1: Vznik kyanovodíku z amygdalinu [19] Amygdalin a jeho z části synteticky vyrobená sloučenina laetril jsou doporučovány pro léčbu rakoviny. Jejich účinky však nebyly prokázány. Pouţívá se jako součást přípravků proti kašli (např. Solutan). Thioglykosidy (sirné glykosidy) sinalbin obsaţen v semenech hořčice bílé sinigrin velmi rozšířený v čeledi brukvovitých (Brassicaceae) 23

24 Obr. 8: Sinigrin Sinigrin Sinigrin, jak je uvedeno výše, je hojně rozšířen v čeledi brukvovitých. Jedním ze zástupců, který obsahuje tento glukosinolát v semenech je brukev černá. Způsobují štiplavou chuť plodin. Štěpné produkty sinigrinu, allylkyanid a allylisothiokyanát, mohou být pravděpodobně příčinou poruch zdravotního stavu při zkrmování velkých mnoţství brukvovitých pícnin. Tyto poruchy se projevují nechutenstvím, poklesem uţitkovosti, poruchami plodnosti a lézemi jater a ledvin. U velmi citlivých druhů, jako je srnčí zvěř, můţe dojít aţ ke kachexii a poškození CNS, které mohou vést ke změnám chování. [29] Kardioaktivní glykosidy (srdeční glykosidy) digitoxin, digoxin, gitoxin vyskytují se v různých druzích náprstníků Obr. 9: Digoxin [53] Digoxin Digoxin je jedním ze srdečních glykosidů náprstníku, u kterého byly zjištěny zajímavé účinky na srdce. Dokáţe zvýšit staţlivost srdečního svalu, ale přitom sníţit tepovou frekvenci. Digoxin se řadí mezi léky s nízkou terapeutickou šíří, tzn. s malým rozdílem mezi léčebnou a toxickou koncentrací. Neţádoucí mimosrdeční účinky se projevují příznaky 24

25 ze strany CNS (únava, poruchy vidění) a gastrointestinálního traktu (nauzea, zvracení, průjem). Ze srdečních projevů jsou nejzávaţnější arytmie. [28] Při poţití vyšších dávek nastává únava, motání hlavy aţ kolaps, nevolnost, zmatenost a poruchy barvocitu. Furanokumariny Nalezeny v čeledi miříkovitých, rourovitých, morušovníkovitých a bobovitých. psoralen, bergapten a xanthotoxin - jsou obsaţeny v routě vonné (Ruta graveolens) O O O Obr. 10: Psoralen Psoralen Psoralen má fotosenzibilizující vlastnosti, to znamená, ţe způsobuje zcitlivění organismu vůči slunečnímu záření. Jinak řečeno, látka se po poţití dostává do krevního oběhu a poté do pokoţky, kde je aktivována slunečním zářením. Symptomy psoralenové fotosenzibilizace jsou popisovány jako zarudnutí pokoţky se svěděním a následným zpuchýřkovatěním a šupinatěním a téţ objevením se pigmentace. Celkové projevy intoxikace vykazují ţaludeční podráţdění, nervozitu a depresi. [1] Psoralen se v kombinaci s ultrafialovým zářením (PUVA terapie) vyuţívá při léčbě lupénky, ekzémů, vitiliga (ztráta pigmentu) a dalších. Antrachinonové glykosidy hypericin ve ţláznaté nadzemní části třezalky (Hypericum) fagopyrin v pohance (Fagopyrum), způsobuje fagopyrismus (zvýšená citlivost na světlo) 25

26 OH O OH HO HO CH 3 CH 3 OH O OH Obr. 11: Hypericin Hypericin Červené barvivo hypericin z listů, stonků a korunních lístků třezalky tečkované je sloučenina, která vyvolává primární fotosenzibilizaci. U citlivých osob můţe vyvolat fotodermatitidu jiţ přímý kontakt s rostlinou nebo poţití většího mnoţství odvaru z třezalky. Ke vzniku fototoxické reakce v koţní tkáni vyţadují přítomnost kyslíku. [9] Dále můţe také způsobit alergické reakce, ţaludeční nevolnost a únavu. Hypericin působí jako sedativum a psychofarmakum s euforizujícími účinky, a proto se třezalka pouţívá při léčbě neuróz, depresí i migréně. Prokázal také účinnost při fotodynamické léčbě koţních onemocnění. Saponiny paridin, paristyfnin hlavní jedovatá substance ve vraním oku čtyřlistém cyklamin v hlízách bramboříku (Cyclamen) hederin v břečťanu (Hedera) Paristyfnin a paridin Paristyfnin a paridin jsou toxické saponiny vraního oka, které jsou obsaţeny převáţně v bobulích a kořenech. Trávicím traktu jsou špatně vstřebávány. Způsobují však podráţdění střev a ţaludku. Někdy se také uvádí, ţe ovlivňuje činnost srdce, to však nebylo prokázáno. Otrava se pak projevuje zvracením, průjmem, bolestmi hlavy, slabostí, zúţením zorniček. Smrtelné případy jsou vzácné. Postiţeny bývají nejvíce děti, které si tmavě modrou bobuli zaměňují za borůvku. 26

27 4.3 Silice Chemicky se jedná o terpeny a jejich deriváty. Jsou roztroušeny v různých orgánech rostlin v parenchymatických pletivech nebo se nalézají ve speciálně stavěných orgánech buňkách, např. ţlázách, ţláznatých chlupech, v kanálcích. [22] V rostlinách se vyskytují převáţně volně, jen zřídkakdy se nalézají v glykosidní vazbě. Silice mají i dezinfekční účinek, některé mohou působit léčivě v dýchacích cestách a plicích. Po vetření do pokoţky dochází ale k zčervenání a podráţdění, které můţe vést aţ ke vzniku puchýřů. Toxický účinek některých silic se projeví po vstřebání podráţděním ledvin, ovšem jen při velkých dávkách; v moči se v takových případech můţe objevit bílkovina, dokonce i krev. Chorobný stav bývá pouze přechodný, po vynechání drogy se zase upraví a nezanechává následků. [6] Otrava silicemi je poměrně vzácná. Toxikologicky významní zástupci silic thujon monoterpenicá siličná sloţka z čeledi cypřišovitých (Cupressaceae) a hvězdnicovitých (Astereceae) pulegon monoterpenická siličná sloţka z čeledi hluchavkovitých (Lamiaceae) apiol, safrol, myristicin fenylpropanové siličné komponenty z čeledi miříkovité (Apiaceae), vavřínovité (Lauraceae) a muškátovníkovité (Myristicaceae) CH 3 O H 3 C CH 3 Obr. 12: Thujon Thujon Thujon se vyskytuje ve dvou formách a to α-thujon a β-thujon. Nalezneme ho například v pelyňku pravém, šalvěji lékařské či zeravu západním. Vyvolává podráţdění pokoţky, které se projeví zarudnutím, svěděním a vyráţkami. Po poţití můţe dojít k otravě, jejíţ příznaky bývají zvýšený krevní tlak, zrychlený tep, 27

28 krvavý průjem, podráţdění ţaludku a střev, křeče a dokonce by mohlo nastat poškození jater a ledvin či centrální nervové soustavy. Nejtěţší případy končí i smrtí. Způsobuje překrvení malé pánve, coţ můţe u těhotných ţen vyvolat potrat. Tato neurotoxická látka je sloţkou absintu, coţ je velmi silný alkohol (aţ 72%) vyráběný z pelyňku pravého. 4.4 Terpeny Terpeny dělíme podle počtu isoprenových jednotek na monoterpeny (2 izoprenové jednotky), seskviterpeny (3), diterpeny (4), triterpeny (6) atd. [12] Toxikologicky významné skupiny a zástupci terpenů Monoterpeny Jedná se komponenty některých toxických silic z čeledi cypřišovitých (Cupressaceae) a čeledi hluchavkovitých (Lamiaceae). [1] borneol toxický pro savce, působí na CNS askaridol je prokázaný karcinogen, toxický vůči savcům Seskviterpeny pikrotoxin, koriamyrtin prudké křečové jedy z indomalajské rostliny Anamirta cocculus a středomořské Coriaria myrtifolia gossypol ze semen bavlníku (Gossyphium) Gossypol HO HO O H 3 C CH 3 H OH 3 C 28 OH CH 3 Obr. 13: Gossypol H3C V semenech bavlníku, která obsahují aţ 22 % proteinů, se nachází jedovatý gossypol, zajišťující přirozenou ochranu před škůdci. Stávající bavlníkové plantáţe by mohly produkcí semen pokrýt spotřebu bílkovin u půl miliardy lidí. CH 3 O

29 Doposud bylo moţné semeny zkrmovat jen dobytek, kteří umějí díky bachorové mikroflóře gossypol rozloţit na netoxické metabolity. Lidem tento terpenoid poškozuje játra i srdce, i kdyţ v malých dávkách a s moţnými vedlejšími účinky můţe poslouţit jako muţská antikoncepce anebo protirakovinný preparát. Tým vědců z Texas A&M University vyuţil techniky RNA interference (v r udělena Nobelova cena za fyziologii a medicínu), k zablokování enzymu zajišťujícího syntézu gossypolu v semenech. Vznikl tak bavlník, jehoţ semena mají koncentraci gossypolu sníţenou na hodnoty povaţované Světovou zdravotnickou organizací za zdraví neškodné. Semena takto modifikovaného bavlníku je moţné konzumovat a vyuţít jako zdroj bílkovin a zřejmě se uplatní i ve výţivě zvířat. [31,32] Diterpeny andromedotoxin izolovatelný z čeledi vřesovcovitých (Ericaceae) mezerein získávaný z lýkovce (Daphne) vykazují dráţdivé účinky na pokoţku, některé jsou karcinogenní [1] Obr. 14: Mezerein [54] Mezerein Mezerein je pryskyřičná látka s dráţdivými účinky, která se vyskytuje v lýkovci jedovatém a to především v kůře a plodech. Po styku s pokoţkou dochází k začervenání a mohou se vytvořit i puchýře. Po poţití způsobuje značné pálení sliznice a jícnu, bolest hlavy, závratě, zvracení a průjem. Nakonec můţe dojít aţ k vyvolání prudkých křečí, celkovému kolapsu a smrti. Zásah lékaře je vţdy nutný, neboť mezerein způsobuje téţ těţká a nevratná poškození ledvin. 29

30 K velmi těţké otravě stačí poţít 5-8 plodů, k usmrcení člověka můţe dojít po poţití plodů. Triterpeny kukurbitaciny látky rostlin čeledi tykvovitých (Cucurbitaceae) lantadeny A a B látky čeledi sporýšovitých (Verbenaceae) Kukurbitaciny Kukurbitaciny jsou typické stresové metabolity tykvovitých rostlin (tykev, cuketa, okurka, aj.), které vznikají působením různých stresorů na rostlinné buňky. Stresorem můţe být napadení škůdci či chorobami, chemické vlivy, extrémní teploty, mechanické poškození (náraz, tlak) apod. Jsou nositelem hořké chuti a to například u okurky. V malém mnoţství se vytvoří hlavně vlivem teplotního a biotického stresu a mají příznivé cytostatické účinky (zastavují růst a dělení nádorových buněk, působí ale i na zdravé tkáně). Při velké dávce kukurbitacinů by mohlo dojít k poškození lidského organismu. 4.5 Polyacetylenové sloučeniny Tyto sloučeniny obsahují v molekule trojnou vazbu a jsou typické pro vyšší rostliny čeledi miříkovitých (Apiaceae) a čeledi hvězdnicovitých (Asteraceae). Toxikologicky významní zástupci polyacetylenových sloučenin cikutoxin hořce chutnající, vyskytuje se v rozpuku jízlivém (Cicuta virosa) matrikarionol, dehydrofalkarinon vyskytující se v pelyňku, v různých druzích heřmánku a řebříčku Cikutoxin Polyacetylen cikutoxin je hlavní jedovatou látkou rozpuku jízlivého z čeledi miříkovitých, který patří k nejprudším rostlinným jedům naší flory. Jiţ 2 g oddenku této rostliny mohou způsobit smrtelnou otravu. Cikutoxin se vstřebává velmi rychle, první příznaky se objevují jiţ několik minut po poţití. Otrávený cítí palčivou chuť v ústech, má kolikovité bolesti břicha a zvrací. Dříve nebo později propuknou velmi dramatické křeče s pěnou u úst a skřípáním zubů. 30

31 Postupně nastává celkové ochrnutí a smrt. Otrava rozpukem jízlivým je velmi váţná a podléhá jí převáţná část otrávených. Při plně rozvinuté otravě je u domácích zvířat (kromě prasete) uváděna úmrtnost aţ 45 %. [47,48] 4.6 Toxické aminokyseliny Mezi více neţ 300 neproteinovými aminokyselinami se najde mnoho toxických vůči lidskému či zvířecímu organismu. Zpravidla jejich toxicita není velká, takţe pouze chronický příjem či špatný stav organismu umoţní rozvinutí metabolického poškození. Některé z těchto aminokyselin jsou příčinou intoxikace pasoucího se dobytka. [1] Toxikologicky významní zástupci aminokyselin: α-amino-β-oxalylaminopropionová kyselina - v hrachoru (Lathyrus), která způsobuje onemocnění lathyrismus β-aminopropionitril způsobuje osteolathyrismus kanavanin, β-kyanoalanin v bobovitých rostlinách (Fabaceae) methylselenocystein, methylselenomethionin váţí ve své molekule na místo síry selen, intoxikace pak vzniká nahromaděním selenu v organismu β-kyanoalanin Jednou z toxických aminokyselin, kterou nalezneme například v semenech hrachoru (Lathyrus), je β-kyanoalanin. U lidí i u zvířat vyvolává onemocnění lathyrismus, coţ je onemocnění napadající centrální nervovou soustavu. Příznaky doprovázející tuto chorobu jsou především slabost, křeče aţ paralýza dolních končetin. Tato choroba se vyskytuje aţ v podobě epidemií převáţně v rozvojových oblastech na Indickém poloostrově. Nejvíce v obdobích hladomorů a nedostatku kvalitnější stravy, kdy lidé konzumují semena hrachoru setého. [30] Vzácnější je osteolathyrismus, vyskytující se častěji u zvířat (u lidí výjimečně). Jak uvádí Výzkumný ústav ţivočišné výroby (2006) je toto onemocnění charakterizované poruchou metabolismu kolagenu a elastinu. β-kyanoalanin můţe být rizikový pro drůbeţ, kdy zvyšuje propustnost membrán vajec a zhoršuje pevnost skořápky. 31

32 4.7 Rostlinné kyseliny Významnou součástí metabolismu rostlin jsou karboxylové kyseliny různých struktur. Některé z těchto výrazně biologický aktivních sloučenin mají charakter meziproduktů, jiné představují konečné produkty látkové přeměny. Typickým příkladem je kyselina šťavelová, která se vyskytuje v rostlinách ve dvou formách: jednak ve formě rozpustných solí, jednak jako nerozpustné krystaly šťavelanu vápenatého. [50] Toxikologicky významní zástupci rostlinných kyselin: šťavelová kyselina a její rozpustné soli například v rostlinách čeledi šťavelovitých (Oxalidaceae), merlíkovitých (Chenopodiaceae) nebo lipnicovitých (Poaceae) šťavelan vápenatý způsobuje mechanické poškození sliznice ostrými krystalky této látky a následné působení volné kyseliny nebo proteolytických enzymů (rozkládajících bílkovin) parasorbová kyselina je přítomna v jeřábu ptačím β-nitropropionová kyselina vyskytuje se hlavně v čičorce (Coronilla) aristocholová kyselina rozšířená v druzích podraţců (Aristolochia) Aristocholová kyselina Aristocholová kyselina se vyskytuje v oddencích, nati a semenech podraţcovitých rostlin. Má silné projímavé účinky, u těhotných ţen můţe dojít k potratu, smrt nastává zástavou dechu. Působící jako nefrotoxin (poškozuje ledviny) a karcinogen močových cest a to hlavně v Tchaj-wanu, kde se sušené rostliny konzumují díky analgetickým, diuretickým a protizánětlivým účinkům. Vědci analyzovali nádory močového ústrojí 151 pacientů a 83 % z nich neslo ve své DNA jasný molekulární podpis kyseliny aristolochové. Kyselina způsobuje podle vědců změny vlastností DNA, které jsou klíčové pro vznik rakoviny. [27] 32

33 4.8 Proteiny a peptidy Rostlinné proteiny jsou významným zdrojem aminokyselin pro lidský i zvířecí organismus. Tyto aminokyseliny se z nich uvolňují enzymovou hydrolýzou v trávicím traktu. Mezi toxalbuminy, jak byly dříve proteiny a peptidy označovány, patří například ricin, abrin, robin a fasin. Tyto látky mají podobně jako lektiny (fytohemaglutininy) schopnost sráţet erytrocyty. Lektiny se vyskytují především u čeledi bobovitých, ale nalezneme je i v čeledi brukvovitých, vřesovcovitých, tykvovitých či lilkovitých. U některých lektinů byly zjištěny mutagenní účinky a ovlivňování dozrávání lymfocytů. Toxikologicky významní zástupci proteinů a peptidů ricin látka ze semen skočce (Ricinus) abrin, robin, fasin najdeme v semenech různých druhů rostlin z čeledi bobovitých (Fabaceae) viskotoxin toxické proteiny jmelí (Viscum) Ricin Ricin je extrémně toxický proteinový rostlinný jed, který je 1000krát jedovatější neţ kyanid. Smrtelná dávka při orálním podání je 0,5 mg, ale při injekční aplikaci jen 0,07 mg. Neporušenou kůţí ricin neproniká vůbec. Na místě vstupu jedu silně závisí průběh, který je relativně pomalý, ale i rychlost otravy. Klinický obraz otravy u člověka v počátcích připomíná chřipku. Je doprovázen teplotou a bolestmi svalů. Dalšími příznaky jsou bolesti břicha, průjem, obtíţné dýchání aţ dušení. Postupně dochází k poškození jater, ledvin a sleziny. Smrt nastává v důsledku selhání vnitřních orgánů. [21] Ricin figuroval i v případu z roku 1976 v tzv. deštníkové vraţdě spisovatele Georgi Markova. Dodnes není znám protijed, a proto se odborníci obávají, aby tento jed nebyl zneuţit například při teroristických útocích. 33

34 5 Fotosenzibilizace rostlin Zvláštním projevem toxicity je fotosenzibilizace, tj. zcitlivění organismů vůči slunečnímu světlu po styku s určitými látkami. Sloučeniny s touto schopností označujeme jako fotodynamické, fototoxické, či fotosenzibilizující látky. Obecně jde o látky schopné absorbovat a krátkou dobu udrţet kvanta světelné energie čímţ vznikne aktivovaná molekula fotodynamické látky. Kaţdá takováto látka vyţaduje aktivaci pouze zářením o určité vlnové délce. [45] Nejdestruktivnější je ultrafialové záření s vlnovou délkou kratší neţ 330 nm, molekuly absorbující záření v této oblasti působí na organismus nejzhoubněji. Slunce vysílá záření o vlnových délkách od 290 do nm a je proto schopno aktivovat celou řadu fotodynamických látek. [1] Fotosenzibilizující látka můţe být v rostlině přítomna přímo ve své fototoxické formě a pokud je poţita, dostává se do oběhového systému, a kdyţ dosáhne pokoţky a je aktivována slunečním zářením, vyvolává fototoxickou reakci. V tomto případě se hovoří o primární fotosenzibilizaci, kterou můţe vyvolat například červené barvivo hypericin z listů, stonků a korunních lístků třezalky tečkované. Další skupinou fotosenzibilizujících látek rostlin jsou furanokumariny (např. psoralen), vyvolávající zarudnutí kůţe, zánět, otok a po poţití mohou způsobit například podráţdění ţaludku, nervozitu, depresi. Mezi látky s fototoxickým účinkem patří i polyacetylenové sloučeniny zastoupené v čeledi hvězdnicovitých i v čeledi miříkovitých. [1,46] U přeţvýkavců můţe dojít ke vzniku sekundární fotosenzibilizace. Fototoxickou látkou je fyloerythrin, vznikající v ţaludku anaerobním mikrobiálním rozkladem chlorofylu. U zvířat s určitým poškozením jater je fyloerythrin uloţen do pokoţky, kde vyvolává fotodermatitidu. Zdravá zvířata vyloučí fyloerythrin z oběhu játry. [44] 6 Rychlost a intenzita působení jedu, příčiny otrav Rychlost a intenzita působení jedu, neboli prudkost otravy, závisí na řadě faktorů. Prvním faktorem je kontakt s jedem. Nemusí se vţdy jednat pouze o poţití, někdy stačí pouhá inhalace, nebo mechanický kontakt s některou rostlinnou částí. Dalším faktorem jsou i vlastnosti účinné látky, např. rozpustnost ve vodě, vstřebatelnost, prchavost. Zároveň je velká závislost výraznosti symptomů na tělesné propozici, zdravotní stav 34

35 postiţeného člověka či věku postiţeného. Všeobecně platí, ţe malé dítě bude mít váţné projevy intoxikace po dávce, která u dospělého člověka způsobí pouze malé zdravotní potíţe. Ve stáří však organismus v mnohém reaguje na škodliviny jako v časném dětském věku. Mladý organismus se ale můţe velice rychle zregenerovat ze stavu intoxikace, anebo, a to je velmi závaţné, nese si poškození po celý ţivot. [1,2,5,42] Otravy jedovatými rostlinami se obvykle projevují typickými příznaky (symptomy) a to v několika minutách nebo hodinách. Mezi nejčastější příčiny otrav jedovatými rostlinami patří nešťastná náhoda, která bývá způsobená záměnou za dvojníka nejedovaté rostliny nebo nerozumným jednáním. S náhodnými otravami se bohuţel setkáváme nejčastěji u dětí, které z neznalosti, lehkomyslnosti, nerozumu, zvědavosti, někdy i při vychloubání před kamarády poţijí jedovaté plody, semena, sladké části rostlin, vysávají šťávu z květů apod. Dětské otravy rostlinami jsou pestřejší neţ otravy dospělých, zaviněné nejčastěji neznalostí druhů rostlin, nepozorností a nedbalostí. I pouţívání jedovatých léčivých rostlin v lidovém léčitelství skrývá nebezpečí otravy, například při předávkování, podceňování či neznalosti jedovatých účinků některých druhů apod. [5,8] Váţnějším problémem současnosti jsou však otravy zaviněné toxikomanií (narkomanií), dostavující se při návykovém přijímání jedů, nebo při předávkování. Především jde o otravu nikotinem (nikotinismus), velmi nebezpečné je zneuţívání morfinu (morfinismus), marihuany a jiných přírodních jedů. [5] 7 Působení jedu na lidský organismus Lidský organismus pracuje jako soustava integrovaných činností jednotlivých odlišných soustav. Člověk můţe zemřít, zasáhne-li toxická látka pouze jeden z orgánů. K otravě nemusí dojít vţdy pouze po poţití, někdy stačí pouhá inhalace, či mechanický kontakt s některou částí rostlin. 7.1 Srdce a cévní soustava Srdce můţe být přímo zasaţeno látkami typu kardenolidů, alkaloidů, specifických terpenů, kyanidovou intoxikací apod., ale i nepřímo disharmonií autonomního systému. Srdeční činnost můţe být také ovlivňována přímým působením (např. kardioaktivní 35