Тематические статьи

Рицин

Рицин в руках террористов и врачей

Информация к размышлению

В начале января 2003 года британская полиция арестовала группу террористов, часть которых прошла подготовку в Чечне. Они не делали бомб, не захватывали самолеты, но, окажись их преступная деятельность успешной, последствия могли бы оказаться ничуть не менее катастрофическими.
В подпольной лаборатории преступники наладили производство рицина — сильнейшего яда, а между тем один из задержанных работал на военной базе и имел доступ к приготовлению пищи для солдат. Подсыпать в котел дозу яда, способную убить сотни людей одновременно, было бы не слишком сложно — смертельная доза рицина в 80 раз меньше, чем у цианистого калия, и составляет для человека около 1 мг. В 1978 году с помощью этого яда был убит в Лондоне болгарский диссидент Георгий Марков. Он умер от укола зонтиком, в игле-наконечнике которого была спрятана капсула с рицином.

Происхождение и действие яда

Откуда же взялось это смертельно опасное вещество и кто его придумал? Оказывается, сама природа. Яд содержат семена широко распространенного растения, которое уже не одно столетие использует народная медицина, — это клещевина (Ricinus communis).



«Но как же так? — удивится осведомленный читатель. — Ведь из плодов клещевины, бобов, получают касторовое масло. Еще совсем недавно его применяли не только для производства моторных масел и укрепления волос, но и принимали внутрь в качестве хорошего слабительного!» Действительно, триглицерид рицинолевой кислоты, известный как касторовое масло, можно купить в аптеке без всякого рецепта — это вещество совершенно безвредно. Даже если проглотить семена клещевины целиком, не разжевывая, вреда от этого не будет: они пройдут через весь пищеварительный тракт, не разрушившись под действием ферментов.
А вот если поверхность семян клещевины окажется поврежденной, тот, кто их проглотил — будь то человек или домашнее животное, — погибнет. Дело в том, что после извлечения масла из семян клещевины весь яд остается в жмыхе. Он-то и служит сырьем для производства рицина. Каждый плод содержит три пятнистых семени от 5 до 15 мм длиной (рис.2).



Отравиться рицином можно не только с пищей. Если вдохнуть порошок или аэрозоль, содержащий яд, последствия могут быть столь же плачевными. Между тем первые признаки отравления иногда принимают за симптомы инфекционного заболевания. Они появляются не сразу, а только через несколько часов после попадания яда в организм. Если он оказался в пище, человек испытывает слабость, боли в животе, сопровождающиеся рвотой и поносом с кровью. Затем организм обезвоживается, падает кровяное давление. Припроникновении рицина в легкие симптомы отравления напоминают сильный бронхит или пневмонию. И самое печальное то, что противоядия от рицина пока нет. Если человек отравился, он умирает через 1—5 суток, поскольку яд необратимо повреждает легкие, печень и почки.
И в Америке, и в странах Западной Европы, напуганных террористическими актами, врачей специально знакомят с симптомами отравления рицином, рассказывают о них населению, поскольку в руках преступников это вещество может быть исключительно опасным. В быту отравлений рицином почти не случается. Яд, к счастью, очень нестоек и быстро разлагается под действием ультрафиолета, то есть, попросту говоря, под лучами солнца.

Механизм действия

Но что же это за яд такой? Как он действует и почему так опасен?
Рицин — это гликопротеин, то есть белок, аминокислотные цепочки которого образуют комплексы с углеводными структурами. Этот белок является димером, то есть включает в себя две белковые цепи — А и В. Цепь А состоит из 267 аминокислотных остатков, причем одни ее фрагменты свернуты в шаровидные структуры, а другие — в спирально закрученные ленты; в составе одной из лент имеется
адениновое кольцо (рис 3.). Белки, очень напоминающие цепь А, встречаются не так уж редко. Они есть у пшеницы, ячменя и некоторых других зерновых, которые вовсе не ядовиты.



У клещевины такой белок превращается в яд потому, что он сшит дисульфидным мостиком с другой белковой цепью — цепью В. Эта цепь, состоящая из 262 аминокислотных остатков, сформирована подобно гантеле. Мономер В представляет собой лектин — белок, способный связывать углеводы. На обоих концах гантели он содержит участки, сшитые с сахаром — галактозой, которая, в свою очередь, может образовывать водородные связи с другими сахарами — галактозой и N-ацетилгалактозоамином, находящимися на поверхности мембраны клетки.
Благодаря этой особенности лектины имеют высокое сродство к рецепторам, расположенным на мембранах клеток, и способны доставлять в них вещества, с которыми соединены; рицин проникает в клетку путем обычного эндоцитоза. При этом мономер В способствует проникновению в клетку белка А. Оказываясь внутри, он становится очень опасным — присоединяется к рибосоме (своеобразной молекулярной машине для синтеза белков) и нарушает ее работу. Одна-единственная молекула рицина в цитоплазме может инактивировать более 1500 рибосом в минуту за счет депуринизации РНК в составе белок-синтезирующего аппарата. В результате синтез белков в клетке прекращается, и она гибнет.

Рицин — в мирных целях

Механизм действия яда изучен достаточно хорошо, и это открывает возможности для использования вещества в мирных целях. Медицинской науке уже не раз случалось укрощать и даже приручать яды — примеров тому множество.
Вот и рицин пытаются применять в медицинских целях, заставив его убивать не всякие клетки, а только раковые или, скажем, некоторые клетки иммунной системы, когда они мешают трансплантации.
Чтобы создать иммунотоксин, мономер рицина (цепь А) присоединяют к антителам — теперь функцию лектиновой части будут выполнять они. Такой продукт обладает высокой специфичностью и уничтожает лишь клетки, к которым имеют сродство антитела. При пересадке больному костного мозга иммунотоксины на основе рицина успешно уничтожают Т-лимфоциты, присутствующие в костном мозге донора. Это уменьшаетвозможность отторжения ткани, трансплантированной реципиенту. Операции по пересадке костного мозга становятся, таким образом, более успешными.
Аналогичный подход используют при лечении лейкозов и лимфом. Для этого у пациента берут костный мозг и обрабатывают его иммунотоксином на основе рицина, чтобы уничтожить раковые клетки. Затем этот косный мозг снова имплантируют больному. Целенаправленная доставка малого количества токсинов к раковым клеткам дает лучшие результаты, чем химиотерапия, при которой большие дозы ядов приводят к гибели не только больные, но и здоровые клетки.
Но и это еще не все. Область применения рицина постоянно расширяется. Так, ученые использовали его способность взаимодействовать с мембранами клеток, для того чтобы лучше разобраться в особенностях работы нервной системы. Оказалось, что при введении рицина в оболочку нервного пучка можно выборочно уничтожать нейроны. При этом особо чувствительными к яду оказались периферийные нервы, ответственные за сенсорные и моторные функции. Нейроны центральной нервной системы более устойчивы к нему, что можно объяснить отсутствием на поверхности их мембран сахаров, к которым имеет сродство молекула рицина. Ну а раз нет рецептора, значит, яд не может проникнуть в клетку и парализовать работу рибосом. Благодаря проведенным исследованиям появилась возможность смоделировать различные варианты повреждений нейронов и найти способы устранять их, а также составить анатомическую карту нейронов, отметив на ней особенности рецепторов многих из них.
В общем, вывод из всего сказанного очевиден: само по себе вещество, будь то порох, лекарство или яд, не бывает хорошим или плохим, все зависит от того, в чьи руки оно попадет.



По материалам журнала «Химия и жизнь XXI век» №3 за 2003 год

• 
  Рыбий жир – в каждый дом

• 
  Болезнь Альцгеймера

• 
  Аспирину сто лет

• 
  Атеросклероз: артиллерия бьет по своим

• 
  Хламидии

• 
  Радиационное закаливание

• 
  О радионуклидах в нашей жизни

• 
  Таинственная капуста

• 
  Белки — первые, они же белые

• 
  Таксол — молекула надежды

• 
  Эффект плацебо

• 
  Клещевина обыкновенная

• 
  Треонин

• 
  Фукоидан. Противораковые механизмы фукоидана: 1,2,3 из 5

• 
  Фукоидан

• 
  Железо

• 
  Витамин В12 (цианокобаламин)

• 
  Почему желудок сам себя не переваривает?

• 
  В чем секрет омелы

• 
  Еще раз о чае