Toksyny roślinne

Toksyny roślinne
to związki wytwarzane przez rośliny, stanowiące część strategii przeżycia i obronę w czasie walki ze szkodnikami i roślinożercami. Substancje takie mają działać odstraszająco lub toksycznie na organizm, który im zagraża. Jednak o tym, czy dochodzi do zatrucia decyduje dawka, aktywność związku oraz to, czy dany szkodnik wypracował własną zdolność obrony.

• Podział związków toksycznych pochodzenia roślinnego:

Toksyny z wbudowanym w strukturę azotem:

1. Aminokwasy niebiałkowe
   Występują najczęściej w nasionach roślin motylkowych. Mają działanie toksyczne na owady oraz zwierzęta roślinożerne.
   Np. L-DOPA powoduje ciemnienie i twardnienie pancerzy owadów poprzez inhibicję aktywności tyrozynazy.
   Niektóre owady potrafią radzić sobie z toksycznością tych związków poprzez nie wbudowywanie ich w białka oraz rozkładanie ich do produktów, które wykorzystują do budowy innych, endogennych substancji.
   Przykłady: L-DOPA
2. Glukozynolany
   Występują najczęściej u kapustowatych. W swojej budowie poza charakterystycznym azotem posiadają siarkę. Glukozynolany w komórce roślinnej nie są toksyczne, ponieważ oddzielone są przestrzennie od enzymu, myrozynazy, który przekształca je do toksycznych pochodnych. Ich hydroliza zachodzi dopiero po uszkodzeniu komórki np. przez szkodniki. Nadają one gorzki, czasem ostry smak brokułom, brukselce, kalafiorowi, kapuście, występują w gorczycy, rzepaku i nasturcji. Glukozynolany u zwierząt monogastrycznych mogą powodować zapalenie nabłonka jelit, wywoływać dysfunkcje wątroby, trzustki i nerek. Goitryny, tu zaliczane, powodują gorsze wiązanie jodu przez hormony tarczycy.
   Glikozynolany można zaliczyć do naturalnych pestycydów, gdyż produkty ich hydrolizy są aktywne biologicznie, część z nich jest toksyczna. Odpowiadają za obronę roślin przez patogenami, owadami i roślinożercami.
   Istnieje też pula zastosowań w organizmie ludzkim, która jest jak najbardziej pozytywna. Ze względu na działanie hamujące na kancerogeny zaleca się spożywanie roślin bogatych w glukozynolany. Blokują one bowiem: tworzenie biokancerogenów z prokancerogenów, enzymy aktywujące kancerogeny oraz czynniki uszkadzające DNA. Aktywują białka enzymatyczne odpowiedzialne za detoksykację substancji rakotwórczych oraz stymulują powrót uszkodzonej komórki na drogę apoptozy. Niesprzecznie glukozynolany są zaliczane do substancji działających przeciwnowotworowo.
   Przykłady: kanawanina
3. Glikozydy cyjanogenne
   Występują w bardzo wielu roślinach, najbogatszym ich źródłem są młode lub generatywne organy roślinne. Stanowią obronę przed roślinożercami. Substratami do ich biosyntezy są aminokwasy. Same podlegają hydrolizie, której produktem jest kwas pruski, najbardziej toksyczna substancja naturalna. Kwas pruski (HCN) ma bardzo silne powinowactwo do żelazo-porfirynowego układu oddechowych białek enzymatycznych. Przez wiązanie wywołuje śmierć komórek poprzez tzw. głód tlenowy. Dawka śmiertelna dla zwięrząt niezaadoptowanych to niecałe 2,5 mg na kg masy ciała, dla ludzi to od 0,5 do 3,5 mg na kg masy ciała. Niektóre ślimaki i zwierzęta hodowlane (np. owce) mają zdolność detoksykacji jonów cyjankowych poprzez wiązanie z siarką przy udziale enzymu rodanazy. System taki wykorzystuje się u osób zatrutych cyjankami. Adaptacji zwierząt dokonuje się również poprzez rodanazę.
   Przykłady: linamaryna, lotaustralina, prunazyna, amigdalina, sambunigryna.
4. Alkaloidy
   W zależności od sposobu powstawania tworzą grupy. Podział alkaloidów:
   - alkaloidy właściwe - posiadają azot pochodzący z aminokwasów, wbudowany heterocyklicznie, np. chinina, atropina, strychnina, morfina
   - protoalkaloidy - posiadają azot pochodzący z ainokwasów, wbudowany w łańcuch boczny, np. efedryna
   - pseudoalkaloidy - posiadają azot, który nie pochodzi z aminokwasów, wbudowany heterocyklicznie, np. kofeina.
   U ludzi działają toksycznie na wątrobę.
   Przykłady: konina, solanina, kukurbitacyny, taniny, alkaloidy pirolizydynowe (artykuł).

red. Izabela Kołodziejczyk