stringtranslate.com

Соланин

Соланин — гликоалкалоидный яд , встречающийся в видах семейства пасленовых в пределах рода Solanum , таких как картофель ( Solanum tuberosum ), томат ( Solanum lycopersicum ) и баклажан ( Solanum melongena ). Он может встречаться в природе в любой части растения, включая листья , плоды и клубни . Соланин обладает пестицидными свойствами и является одним из естественных защитных средств растения . Соланин был впервые выделен в 1820 году из ягод европейского черного паслена ( Solanum nigrum ), в честь которого он был назван. [1] Он принадлежит к химическому семейству сапонинов .

Отравление соланином

Симптомы

Отравление соланином в первую очередь проявляется желудочно-кишечными и неврологическими расстройствами. Симптомы включают тошноту , диарею , рвоту , спазмы желудка, жжение в горле, сердечную аритмию , кошмары , головную боль , головокружение , зуд, экзему , проблемы со щитовидной железой, воспаление и боль в суставах. В более тяжелых случаях сообщалось о галлюцинациях , потере чувствительности, параличе , лихорадке , желтухе , расширении зрачков , гипотермии и смерти. [2] [3] [4]

Прием соланина в умеренных количествах может привести к смерти. Одно исследование предполагает, что дозы от 2 до 5 мг/кг веса тела могут вызвать токсические симптомы, а дозы от 3 до 6 мг/кг веса тела могут быть смертельными. [5]

Симптомы обычно проявляются через 8–12 часов после приема пищи, но могут проявиться и через 10 минут после употребления продуктов с высоким содержанием соланина. [ необходима цитата ]

Корреляция с врожденными дефектами

Некоторые исследования показывают корреляцию между потреблением картофеля, пораженного фитофторозом (который увеличивает уровень соланина и других гликоалкалоидов ), и частотой возникновения spina bifida у людей. [ необходима цитата ] Однако другие исследования не показали никакой корреляции между потреблением картофеля и частотой врожденных дефектов. [6]

Отравление скота

Домашний скот также может быть восприимчив к гликоалкалоидам. Для того, чтобы вызвать смерть млекопитающих, необходимы высокие концентрации соланина. Желудочно-кишечный тракт не может эффективно усваивать соланин, что помогает снизить его воздействие на организм млекопитающего. [7] Домашний скот может гидролизовать соланин и выделять его содержимое, чтобы уменьшить его присутствие в организме. [7]

Механизм действия

Существует несколько предполагаемых механизмов того, как соланин вызывает токсичность у людей, но истинный механизм действия не совсем понятен. Было показано, что гликоалкалоиды соланума ингибируют холинэстеразу , разрушают клеточные мембраны и вызывают врожденные дефекты . [8] Одно исследование предполагает, что токсический механизм соланина вызван взаимодействием химического вещества с митохондриальными мембранами. Эксперименты показывают, что воздействие соланина открывает калиевые каналы митохондрий, увеличивая их мембранный потенциал . Это, в свою очередь, приводит к тому, что Ca 2+ транспортируется из митохондрий в цитоплазму, и эта повышенная концентрация Ca 2+ в цитоплазме вызывает повреждение клеток и апоптоз . [9] Было также показано, что гликоалкалоиды картофеля, томатов и баклажанов, такие как соланин, влияют на активный транспорт натрия через клеточные мембраны. [10] Это нарушение клеточной мембраны, вероятно, является причиной многих симптомов отравления соланином, включая жжение во рту, тошноту, рвоту, спазмы в животе , диарею, внутреннее кровотечение и поражения желудка . [11]

Биосинтез

Биосинтез соланина Из холестерина

Соланин — гликоалкалоидный яд, вырабатываемый различными растениями рода Solanum , такими как картофель. Когда стебель, клубни или листья растения подвергаются воздействию солнечного света, он стимулирует биосинтез соланина и других гликоалкалоидов в качестве защитного механизма, чтобы его не съели. [12] Поэтому он считается природным пестицидом . [ требуется цитата ]

Хотя структуры промежуточных продуктов в этом биосинтетическом пути показаны, многие из конкретных ферментов, участвующих в этих химических процессах, неизвестны. Однако известно, что в биосинтезе соланина холестерин сначала преобразуется в стероидный алкалоид соланидин . Это достигается посредством серии реакций гидроксилирования , трансаминирования , окисления , циклизации , дегидратации и восстановления . [13] Затем соланидин преобразуется в соланин посредством серии реакций гликозилирования, катализируемых специфическими гликозилтрансферазами . [12]

Такие растения, как картофель и томат, постоянно синтезируют низкие уровни гликоалкалоидов, таких как соланин. Однако в условиях стресса, например, присутствия вредителя или травоядного животного , они увеличивают синтез соединений, таких как соланин, в качестве естественной химической защиты . [14] Это быстрое увеличение концентрации гликоалкалоидов придает картофелю горький вкус , а стрессовые стимулы, такие как свет, также стимулируют фотосинтез и накопление хлорофилла . В результате картофель зеленеет и, таким образом, становится непривлекательным для вредителей. [15] Другие стрессоры, которые могут стимулировать повышенный биосинтез соланина, включают механические повреждения, неправильные условия хранения, неправильную обработку пищевых продуктов и прорастание . [16] Самая большая концентрация соланина в ответ на стресс находится на поверхности в кожуре, что делает ее еще лучшим механизмом защиты от вредителей, пытающихся ее съесть. [17]

Безопасность

Предлагаемые ограничения по потреблению соланина

Отравление обычно происходит, когда люди употребляют картофель , содержащий высокий уровень соланина. Среднее потребление картофеля в США оценивается примерно в 167 г картофеля в день на человека. [11] Существуют различия в уровнях гликоалкалоидов в разных видах картофеля, но фермеры, выращивающие картофель, стремятся поддерживать уровень соланина ниже 0,2 мг/г. [18] Признаки отравления соланином были связаны с употреблением в пищу картофеля с концентрацией соланина от 0,1 до 0,4 мг на грамм картофеля. [18] Средний картофель содержит 0,075 мг соланина/г картофеля, что равно примерно 0,18 мг/кг на основе среднего ежедневного потребления картофеля. [19]

Расчеты показали, что 2–5 мг/кг веса тела являются вероятной токсической дозой гликоалкалоидов, таких как соланин, для человека, а 3–6 мг/кг составляют смертельную дозу. [20] Другие исследования показали, что симптомы токсичности наблюдались при потреблении даже 1 мг/кг. [11]

Хранение картофеля

Различные условия хранения могут оказывать влияние на уровень соланина в картофеле. Уровень гликоалкалоидов увеличивается, когда картофель подвергается воздействию света, поскольку свет усиливает синтез гликоалкалоидов, таких как соланин. [18] Картофель, хранящийся в темном месте, избегает повышенного синтеза соланина. Картофель, позеленевший из-за повышенного воздействия хлорофилла и фотосинтеза, указывает на повышенное воздействие света и, следовательно, связан с высоким уровнем соланина. [20] Синтез соланина также стимулируется механическими повреждениями, поскольку гликоалкалоиды синтезируются на срезанных поверхностях картофеля. [18] Хранение картофеля в течение длительного периода времени также связано с повышенным содержанием соланина. [21] Исследование показало, что уровень соланина в картофеле сортов Курфи Джоти и Курфи Гирирадж повышает уровень соланина на 0,232 мг/г и 0,252 мг/г соответственно после плохого хранения в куче. [22]

Влияние кулинарной обработки на уровень соланина

Было показано, что большинство методов домашней обработки, таких как кипячение, варка и жарка картофеля, оказывают минимальное влияние на уровень соланина. Например, кипячение картофеля снижает уровень α-хаконина и α-соланина всего на 3,5% и 1,2% соответственно, но приготовление картофеля в микроволновке снижает содержание алкалоидов на 15%. [23] Глубокая жарка при 150 °C (302 °F) также не приводит к каким-либо измеримым изменениям. Было показано, что алкалоиды, такие как соланин, начинают разлагаться и деградировать примерно при 170 °C (338 °F), а фритюрница картофеля при 210 °C (410 °F) в течение 10 минут приводит к потере ~40% соланина. [10] Сублимационная сушка и дегидратация картофеля оказывают очень минимальное влияние на содержание соланина. [24] [25]

Большая часть (30–80%) соланина в картофеле находится во внешнем слое картофеля. [25] Таким образом, очистка картофеля перед приготовлением снижает потребление гликоалкалоидов из картофеля. Было показано, что жареная картофельная кожура содержит 1,4–1,5 мг соланина/г, что в семь раз превышает рекомендуемый верхний предел безопасности 0,2 мг/г. [18] Разжевывание небольшого кусочка сырой картофельной кожуры перед приготовлением может помочь определить уровень соланина, содержащегося в картофеле; горечь указывает на высокое содержание гликоалкалоидов. [18] Если в картофеле содержится более 0,2 мг/г соланина, во рту немедленно возникнет жжение. [18]

Зарегистрированные отравления людей

Хотя смертельные случаи отравления соланином редки, было несколько известных случаев отравления людей соланином. В период с 1865 по 1983 год было зарегистрировано около 2000 случаев отравления людей соланином, большинство из которых полностью выздоровели, а 30 умерли. [26] Поскольку симптомы похожи на симптомы пищевого отравления , возможно, что существует много недиагностированных случаев отравления соланином . [27]

В 1899 году 56 немецких солдат заболели из-за отравления соланином после употребления вареного картофеля, содержащего 0,24 мг соланина на грамм картофеля. [28] Смертельных случаев не было, но несколько солдат остались частично парализованными и желтушными . В 1918 году было зарегистрировано 41 случай отравления соланином у людей, которые съели плохой урожай картофеля с 0,43 мг соланина/г картофеля, без зарегистрированных смертельных случаев. [25]

В Шотландии в 1918 году был зафиксирован 61 случай отравления соланином после употребления картофеля, содержащего 0,41 мг соланина на грамм картофеля, что привело к смерти пятилетнего ребенка. [29]

В отчете о случае 1925 года сообщалось, что 7 членов семьи, которые ели зеленый картофель, заболели от отравления соланином два дня спустя, что привело к смерти 45-летней матери и 16-летней дочери. Остальные члены семьи полностью выздоровели. [19] В другом отчете о случае 1959 года у четырех членов британской семьи проявились симптомы отравления соланином после употребления картофеля в мундире, содержащего 0,5 мг соланина на грамм картофеля. [ необходима цитата ]

В 1979 году в Великобритании произошел массовый случай отравления соланином, когда у 78 подростков в школе-интернате проявились симптомы после употребления в пищу картофеля, который хранился неправильно летом. [30] Семнадцать из них были госпитализированы, но все они выздоровели. Было установлено, что в картофеле содержалось от 0,25 до 0,3 мг соланина на грамм картофеля. [ необходима цитата ]

Еще одно массовое отравление было зарегистрировано в Канаде в 1984 году, после того как у 61 школьника и учителя проявились симптомы отравления соланином после употребления печеного картофеля с содержанием соланина 0,5 мг на грамм картофеля. [31]

В картофеле

Зеленый картофель обычно содержит повышенное количество соланина, поэтому его не следует употреблять в больших количествах.

Картофель естественным образом производит соланин и чаконин , родственный гликоалкалоид, как защитный механизм от насекомых , болезней и травоядных . Листья , стебли и побеги картофеля естественным образом содержат много гликоалкалоидов. [ требуется ссылка ]

Когда клубни картофеля подвергаются воздействию света, они зеленеют и увеличивают выработку гликоалкалоидов. Это естественная защита, помогающая предотвратить употребление в пищу непокрытого клубня. Зеленый цвет обусловлен хлорофиллом и сам по себе безвреден. Однако это признак того, что может присутствовать повышенный уровень соланина и чаконина . В клубнях картофеля 30–80% соланина развивается в кожуре и близко к ней, а некоторые сорта картофеля имеют высокий уровень соланина. [ необходима цитата ]

Некоторые заболевания картофеля, такие как фитофтороз , могут значительно увеличить уровень гликоалкалоидов, присутствующих в картофеле. Клубни, поврежденные при сборе урожая и/или транспортировке, также производят повышенный уровень гликоалкалоидов; считается, что это естественная реакция растения в ответ на болезнь и повреждение. [ необходима цитата ]

Также, гликоалкалоиды клубней (такие как соланин) могут быть затронуты некоторыми химическими удобрениями. Например, различные исследования сообщают, что содержание гликоалкалоидов увеличивается при увеличении концентрации азотного удобрения. [32] [33]

Зеленая окраска под кожурой настоятельно предполагает накопление соланина в картофеле, хотя каждый процесс может происходить без другого. Горький вкус в картофеле является еще одним – потенциально более надежным – индикатором токсичности. Из-за горького вкуса и внешнего вида такого картофеля отравление соланином редко встречается вне условий нехватки продовольствия. Симптомы в основном рвота и диарея , и это состояние может быть ошибочно диагностировано как гастроэнтерит . Большинство жертв отравления картофелем полностью выздоравливают, хотя известны и случаи летального исхода, особенно когда жертвы недоедают или не получают надлежащего лечения. [34]

В информации Национального института здравоохранения США о соланине настоятельно рекомендуется не употреблять в пищу картофель, имеющий зеленую кожуру. [3]

В других растениях

Известны также случаи летального исхода при отравлении соланином, содержащимся в других растениях семейства пасленовых, например, в ягодах Solanum dulcamara (паслен древесный). [35]

.mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#b1d2ff}@media screen{html.skin-theme-clientpref-night .mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#0f4dc9}}@media screen and (prefers-color-scheme:dark){html.skin-theme-clientpref-os .mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#0f4dc9}}В томатах

Некоторые, такие как Калифорнийский центр по контролю за отравлениями , утверждают, что незрелые томаты и томатные листья содержат соланин. Однако Мендель Фридман из Министерства сельского хозяйства США опровергает это утверждение, заявляя, что томатин , относительно безвредный алкалоид, является томатным алкалоидом, в то время как соланин содержится в картофеле. Писатель-научник Гарольд Макги нашел скудные доказательства токсичности томатов в медицинской и ветеринарной литературе. [36]

В популярной культуре

В рассказе Дороти Л. Сэйерс «Леопардовая леди» из сборника 1939 года «В зубах улик » описывается ребенок, отравленный картофельными ягодами , в которые ввели соланин для повышения их токсичности. [ необходима ссылка ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Дефосс (1820). «Extrait d'une lettre de M. Desfosses, pharmacien, à Besançon, à M. Robiquet» [Отрывок из письма г-на Дефосса, фармацевта из Безансона, г-ну Робике]. Фармацевтический журнал . 2-я серия (на французском языке). 6 : 374–376.
  2. ^ «Отравление соланином — как это происходит?». 7 февраля 2014 г. Получено 24 сентября 2018 г.
  3. ^ ab MedlinePlus Encyclopedia : Отравление растениями картофеля – зеленые клубни и ростки
  4. ↑ К. Аннабель Смит (21 октября 2013 г.). «Ужасные истории о картофеле, вызвавшем массовые заболевания и даже смерть». Smithsonian Magazine.
  5. ↑ Краткое изложение Chaconine & Solanine, архивировано 15 августа 2006 г. на Wayback Machine
  6. ^ "Solanine and Chaconine" . Получено 31 мая 2009 .
  7. ^ ab Dalvi RR, Bowie WC (февраль 1983). "Токсикология соланина: обзор". Vet Hum Toxicol . 25 (1): 13–5. PMID  6338654.
  8. ^ Фридман М., Макдональд Г. М. (1999). «Изменения в содержании гликоалкалоидов в картофеле после сбора урожая». В Джексон Л. С., Книз М. Г., Морган Дж. Н. (ред.). Влияние обработки на безопасность пищевых продуктов . Достижения в экспериментальной медицине и биологии. Т. 459. С. 121–43. doi :10.1007/978-1-4615-4853-9_9. ISBN 978-1-4615-4853-9. PMID  10335373.
  9. ^ Gao SY, Wang QJ, Ji YB (2006). «Влияние соланина на мембранный потенциал митохондрий в клетках HepG2 и [Ca2+]i в клетках». World Journal of Gastroenterology . 12 (21): 3359–67. doi : 10.3748/wjg.v12.i21.3359 . PMC 4087866. PMID  16733852 . 
  10. ^ ab Friedman M (ноябрь 2006 г.). «Картофельные гликоалкалоиды и метаболиты и их роль в растении и рационе». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 54 (23): 8655–8681. doi :10.1021/jf061471t. PMID  17090106.
  11. ^ abc Friedman M, McDonald GM, Filadelfi-Keszi M (22 сентября 2010 г.). «Гликоалкалоиды картофеля: химия, анализ, безопасность и физиология растений». Critical Reviews in Plant Sciences . 16 (1): 55–132. doi :10.1080/07352689709701946.
  12. ^ ab Itkin M, Rogachev I, Alkan N, et al. (декабрь 2011 г.). "GLYCOALKALOID METABOLISM1 Is Required for Steroidal Alkaloid Glycosylation and Prevention of Phytotoxicity in Tomato". The Plant Cell . 23 (12): 4507–4525. doi :10.1105/tpc.111.088732. PMC 3269880 . PMID  22180624. 
  13. ^ Ohyama K, Okawa A, Moriuchi Y, Fujimoto Y (май 2013 г.). «Биосинтез стероидных алкалоидов в растениях Solanaceae: участие промежуточного альдегида в процессе аминирования C-26». Фитохимия . 89 : 26–31. Bibcode : 2013PChem..89...26O. doi : 10.1016/j.phytochem.2013.01.010. PMID  23473422.
  14. ^ Лахман Дж., Хамуз К., Орсак М., Пивец В. (2001). «Гликоалкалоиды картофеля и их значение в защите растений и питании человека – обзор». Rostlinna Vyroba – UZPI (Чешская Республика) . ISSN  0370-663X.
  15. ^ Chowański S, Adamski Z, Marciniak P, et al. (1 марта 2016 г.). «Обзор биоинсектицидной активности алкалоидов семейства пасленовых». Токсины . 8 (3): 60. doi : 10.3390/toxins8030060 . PMC 4810205. PMID  26938561 . 
  16. ^ Hlywka JJ, Stephenson GR, Sears MK, Yada RY (ноябрь 1994 г.). «Влияние повреждений насекомыми на содержание гликоалкалоидов в картофеле (Solanum tuberosum)». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 42 (11): 2545–2550. doi :10.1021/jf00047a032.
  17. ^ Bushway RJ, Ponnampalam R (июль 1981 г.). "Содержание .альфа.-чаконина и .альфа.-соланина в картофельных продуктах и ​​их стабильность при различных способах приготовления". Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 29 (4): 814–817. doi :10.1021/jf00106a033.
  18. ^ abcdefg Бейер Р. (1990). Обзоры загрязнения окружающей среды и токсикологии . Springer New York. ISBN 978-1-4612-7983-9.
  19. ^ ab Jadhav SJ, Sharma RP, Salunkhe DK (26 сентября 2008 г.). «Естественно встречающиеся токсичные алкалоиды в пищевых продуктах». CRC Critical Reviews in Toxicology . 9 (1): 21–104. doi :10.3109/10408448109059562. PMID  7018841.
  20. ^ ab Sc M, Th L (1984). "Токсичность и тератогенность гликоалкалоидов пасленовых, в частности картофеля (Solanum tuberosum): обзор". Пищевые технологии в Австралии . ISSN  0015-6647.
  21. ^ Wilson AM, McGann DF, Bushway RJ (февраль 1983 г.). «Влияние места произрастания и продолжительности хранения на содержание гликоалкалоидов в картофеле, выращенном на обочине дороги, при хранении потребителями». Журнал защиты пищевых продуктов . 46 (2): 119–121. doi : 10.4315/0362-028X-46.2.119 . PMID  30913609.
  22. ^ Хасена, Р., Ганапати, С., Пандиараджан, Т. и Амиртам, Д. (2019). Влияние методов хранения на содержание соланина в клубнях картофеля. Журнал фармакогнозии и фитохимии, 8(6), 1677–1679.
  23. ^ Филлипс Б., Хьюз Дж., Филлипс Дж. и др. (май 1996 г.). «Исследование токсической опасности, которая может быть связана с потреблением зеленой картофельной ботвы». Пищевая и химическая токсикология . 34 (5): 439–448. doi :10.1016/0278-6915(96)87354-6. PMID  8655092.
  24. ^ Тайс Р. (февраль 1998 г.). Обзор токсикологической литературы (PDF) (кандидатская диссертация).
  25. ^ abc Maga JA, Fitzpatrick TJ (29 сентября 2009 г.). «Гликоалкалоиды картофеля». CRC Critical Reviews in Food Science and Nutrition . 12 (4): 371–405. doi :10.1080/10408398009527281. PMID  6996922.
  26. ^ Cheeke PR (1989). Токсиканты растительного происхождения: алкалоиды . CRC Press. ISBN 978-0-8493-6990-2.
  27. ^ Фридман М., Ройтман Дж. Н., Козукуэ Н. (7 мая 2003 г.). «Содержание гликоалкалоидов и калистегинов в восьми сортах картофеля». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 51 (10): 2964–73. doi :10.1021/jf021146f. PMID  12720378.
  28. ^ Токсикологическая оценка некоторых пищевых добавок и загрязняющих веществ . Всемирная организация здравоохранения. 1993. ISBN 9241660325.
  29. ^ Уиллимотт СГ (1933). «Исследование отравления соланином». Аналитик . 58 (689): 431. Bibcode : 1933Ana....58..431W. doi : 10.1039/AN9335800431.
  30. ^ Макмиллан М., Томпсон Дж. К. (апрель 1979 г.). «Вспышка предполагаемого отравления соланином у школьников: изучение критериев отравления соланином». Ежеквартальный журнал медицины . 48 (190): 227–43. PMID  504549.
  31. ^ Хопкинс Дж. (1 апреля 1995 г.). «Гликоалкалоиды: Естественно интересны (но горячая картошка?)». Пищевая и химическая токсикология . 33 (4): 323–328. doi :10.1016/0278-6915(94)00148-H. ISSN  0278-6915. PMID  7737605.
  32. ^ Najm AA, Haj Seyed Hadi MR, FF и др. (2012). «Влияние комплексного управления азотными удобрениями и навозом крупного рогатого скота на хлорофилл листьев, урожайность и гликоалкалоиды трубок картофеля Agria». Communications in Soil Science and Plant Analysis . 43 (6): 912–923. Bibcode : 2012CSSPA..43..912N. doi : 10.1080/00103624.2012.653027. S2CID  98187389.
  33. ^ Tajner-Czopek A, Jarych-Szyszka M, Fazeli F, Lisinska G (2008). «Изменения в содержании гликоалкалоидов в картофеле, предназначенном для потребления». Пищевая химия . 106 (2): 706–711. doi :10.1016/j.foodchem.2007.06.034.
  34. ^ "Отравление соланином". BMJ . 2 (6203): 1458–9. 1979. doi :10.1136/bmj.2.6203.1458-a. PMC 1597169 . PMID  526812. 
  35. ^ Александр РФ, Форбс ГБ, Хокинс ЕС (1948). «Смертельный случай отравления соланином». BMJ . 2 (4575): 518. doi :10.1136/bmj.2.4575.518. PMC 2091497 . PMID  18881287. 
  36. ↑ McGee H (29 июля 2009 г.). «Обвиняемый, да, но, вероятно, не убийца». The New York Times . Получено 23 мая 2010 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Соланин .