stringtranslate.com

соланин

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

Отравление соланином

Симптомы

Отравление соланином проявляется прежде всего желудочно-кишечными и неврологическими расстройствами. Симптомы включают тошноту , диарею , рвоту , спазмы желудка, жжение в горле, сердечную аритмию , ночные кошмары , головную боль , головокружение , зуд, экзему , проблемы с щитовидной железой, а также 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]

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

Симптомы обычно возникают через 8–12 часов после приема внутрь, но могут возникнуть и через 10 минут после употребления продуктов с высоким содержанием соланина.

Корреляция с врожденными дефектами

Некоторые исследования показывают корреляцию между потреблением картофеля, больного фитофторозом (который повышает уровень соланина и других гликоалкалоидов ) и заболеваемостью расщелиной позвоночника у людей. [ нужна цитация ] Однако другие исследования не показали никакой корреляции между потреблением картофеля и частотой врожденных дефектов. [6]

Отравление домашнего скота

Домашний скот также может быть восприимчив к гликоалкалоидам. Высокие концентрации соланина необходимы, чтобы вызвать смерть млекопитающих. Желудочно-кишечный тракт не может эффективно усваивать соланин, что снижает его эффективность в организме 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 человека, но истинный механизм действия недостаточно изучен. Было показано, что гликоалкалоиды паслена ингибируют холинэстеразу , разрушают клеточные мембраны и вызывают врожденные дефекты . [8] Одно исследование предполагает, что токсический механизм соланина вызван взаимодействием этого химического вещества с митохондриальными мембранами. Эксперименты показывают, что воздействие соланина открывает калиевые каналы митохондрий, повышая их мембранный потенциал . Это, в свою очередь, приводит к транспортировке Са 2+ из митохондрий в цитоплазму, а повышенная концентрация Са 2+ в цитоплазме запускает повреждение клеток и апоптоз . [9] Также было показано, что гликоалкалоиды картофеля, томатов и баклажанов, такие как соланин, влияют на активный транспорт натрия через клеточные мембраны. [10] Это разрушение клеточной мембраны, вероятно, является причиной многих симптомов токсичности соланина, включая ощущение жжения во рту, тошноту, рвоту, спазмы в животе , диарею, внутренние кровотечения и поражения желудка . [11]

Биосинтез

Биосинтез соланина из холестерина

Соланин — это гликоалкалоидный яд, созданный различными растениями рода Solanum , такими как картофель. Когда стебель, клубни или листья растения подвергаются воздействию солнечного света, это стимулирует биосинтез соланина и других гликоалкалоидов в качестве защитного механизма, поэтому его нельзя употреблять в пищу. [12] Поэтому он считается природным пестицидом .

Хотя структуры промежуточных продуктов этого пути биосинтеза показаны, многие специфические ферменты , участвующие в этих химических процессах, неизвестны. Однако известно, что при биосинтезе соланина холестерин сначала превращается в стероидный алкалоид соланидин . Это достигается посредством серии реакций гидроксилирования , трансаминирования , окисления , циклизации , дегидратации и восстановления . [13] Затем соланидин превращается в соланин посредством серии реакций гликозилирования , катализируемых специфическими гликозилтрансферазами . [12]

Такие растения, как картофель и томат, постоянно синтезируют небольшое количество гликоалкалоидов, таких как соланин. Однако в условиях стресса, например, присутствия вредителей или травоядных животных , они увеличивают синтез таких соединений, как соланин, в качестве естественной химической защиты . [14] Такое быстрое увеличение концентрации гликоалкалоидов придает картофелю горький вкус , а стрессовые раздражители , такие как свет, также стимулируют фотосинтез и накопление хлорофилла . В результате картофель зеленеет и становится непривлекательным для вредителей. [15] Другие стрессоры, которые могут стимулировать повышенный биосинтез соланина, включают механическое повреждение, неправильные условия хранения, неправильную обработку пищевых продуктов и прорастание . [16] Самая большая концентрация соланина в ответ на стресс находится на поверхности кожуры, что делает его еще лучшим защитным механизмом против вредителей, пытающихся его съесть. [17]

Безопасность

Предлагаемые ограничения на потребление соланина

Токсичность обычно возникает, когда люди употребляют в пищу картофель , содержащий высокий уровень соланина. Среднее потребление картофеля в США оценивается примерно в 167 г картофеля в день на человека. [11] Уровень гликоалкалоидов в разных сортах картофеля различается , 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] В среднем картофель содержит 0,075 мг соланина/г картофеля, что соответствует примерно 0,18 мг/кг при среднесуточном потреблении картофеля. [19]

Расчеты показали, что вероятной токсичной дозой гликоалкалоидов, таких как соланин, для человека является от 2 до 5 мг/кг массы тела, а смертельная доза составляет от 3 до 6 мг/кг. [20] Другие исследования показали, что симптомы токсичности наблюдались при потреблении даже 1 мг/кг. [11]

Правильное хранение картофеля

Различные условия хранения могут влиять на уровень соланина в картофеле. Уровень гликоалкалоидов увеличивается, когда картофель подвергается воздействию света, поскольку свет увеличивает синтез гликоалкалоидов, таких как соланин. [18] Поэтому картофель следует хранить в темном месте, чтобы избежать повышенного синтеза соланина. Картофель, который стал зеленым из-за увеличения хлорофилла и фотосинтеза , указывает на повышенное воздействие света и, следовательно, связано с высоким уровнем соланина. [20] Синтез соланина также стимулируется механическим повреждением, поскольку на срезах картофеля синтезируются гликоалкалоиды. [18] Хранение картофеля в течение длительного периода времени также связано с повышенным содержанием соланина. [21] Исследование показало, что уровни соланина в картофеле Курфи Джиоти и Курфи Гирирадж повышают уровень соланина на 0,232 мг/г и 0,252 мг/г соответственно после плохого хранения в куче. [22]

Влияние приготовления пищи на уровень соланина

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

Большая часть (30–80%) соланина в картофеле содержится во внешнем слое картофеля. [25] Таким образом, очистка картофеля перед его приготовлением снижает потребление гликоалкалоидов из картофеля. Было показано, что жареные картофельные кожуры содержат 1,4–1,5 мг соланина/г, что в семь раз превышает рекомендуемый верхний предел безопасности (0,2 мг/г). [18] Жевание 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 сразу же появится ощущение жжения. [18]

Зарегистрировано отравление человека

Хотя смертельные случаи отравления соланином редки, было несколько примечательных случаев отравления соланином человека. В период с 1865 по 1983 год было зарегистрировано около 2000 случаев отравления соланином среди людей, большинство из которых полностью выздоровели, а 30 человек умерли. [26] Поскольку симптомы схожи с симптомами пищевого отравления , вполне возможно, что существует много невыявленных случаев токсичности соланина . [27]

В 1899 году 56 немецких солдат заболели отравлением соланином после употребления вареного картофеля, содержащего 0,24 мг соланина на грамм картофеля. [28] Погибших не было, но несколько солдат остались частично парализованными и с желтухой . В 1918 году был зарегистрирован 41 случай отравления соланином у людей, съевших плохой урожай картофеля с 0,43 мг соланина/г картофеля, без зарегистрированных смертельных исходов. [25]

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

В отчете о случае 1925 года сообщалось, что семь членов семьи, которые ели зеленый картофель, через два дня заболели отравлением соланином, в результате чего погибли 45-летняя мать и 16-летняя дочь. Остальные члены семьи полностью выздоровели. [19] В другом отчете о случае от 1959 года у четырех членов британской семьи проявились симптомы отравления соланином после употребления картофеля в мундире , содержащего 0,5 мг соланина на грамм картофеля.

В 1979 году в Великобритании произошел массовый инцидент с отравлением соланином, когда у 78 мальчиков-подростков в школе-интернате появились симптомы после употребления картофеля, который летом хранился неправильно. [30] Семнадцать из них попали в больницу, но все выздоровели. Было установлено, что картофель содержит от 0,25 до 0,3 мг соланина на грамм картофеля.

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

В картофеле

Зеленый картофель обычно имеет повышенный уровень соланина, и его не следует есть в больших количествах.

Картофель естественным образом вырабатывает соланин и чаконин , родственный гликоалкалоид, в качестве защитного механизма против насекомых , болезней и травоядных животных . Листья , стебли и побеги картофеля естественно богаты гликоалкалоидами.

Когда клубни картофеля подвергаются воздействию света, они становятся зелеными и увеличивают выработку гликоалкалоидов. Это естественная защита, помогающая предотвратить употребление непокрытого клубня в пищу. Зеленый цвет обусловлен хлорофиллом и сам по себе безвреден. Однако это указывает на то, что может присутствовать повышенный уровень соланина и чаконина . В клубнях картофеля 30–80% соланина образуется в кожуре и вблизи нее, а некоторые сорта картофеля имеют высокий уровень соланина.

Некоторые болезни картофеля, такие как фитофтороз , могут резко повысить уровень гликоалкалоидов, присутствующих в картофеле. Клубни, поврежденные при сборе и/или транспортировке, также производят повышенный уровень гликоалкалоидов; Считается, что это естественная реакция растения в ответ на болезнь и повреждение.

Кроме того, некоторые химические удобрения могут повлиять на гликоалкалоиды клубней (такие как соланин). Например, в различных исследованиях сообщается, что содержание гликоалкалоидов увеличивается при увеличении концентрации азотных удобрений. [32] [33]

Зеленый цвет под кожурой указывает на накопление соланина в картофеле, хотя каждый процесс может происходить без другого. Горький вкус картофеля – еще один, потенциально более надежный, индикатор токсичности. Из-за горького вкуса и внешнего вида такого картофеля отравление соланином вне условий продовольственного дефицита встречается редко. Симптомами в основном являются рвота и диарея , и это состояние может быть ошибочно принято за гастроэнтерит . Большинство жертв отравления картофелем полностью выздоравливают, хотя известны случаи смертельного исхода, особенно когда жертвы недоедают или не получают соответствующего лечения. [34]

Информация Национального института здравоохранения США о соланине настоятельно не рекомендует есть картофель, который под кожурой зеленый. [3]

На других растениях

Известны также смертельные случаи в результате отравления соланином других растений семейства пасленовых, таких как ягоды Solanum dulcamara (паслен древесный). [35]

В помидорах

Некоторые, например Калифорнийский токсикологический центр , утверждают, что помидоры и листья томатов содержат соланин. Однако Мендель Фридман из Министерства сельского хозяйства США опровергает это утверждение, заявляя, что томатин , относительно безвредный алкалоид, является алкалоидом томата, тогда как соланин содержится в картофеле. Писатель-пищевик 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 доказательств» рассказывается о ребенке, отравленном ягодами картофеля , которым вводили соланин для повышения их токсичности.

Смотрите также

Рекомендации

  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 года . Проверено 24 сентября 2018 г.
  3. ^ ab Энциклопедия MedlinePlus : Отравление картофелем - зеленые клубни и ростки.
  4. ↑ К. Аннабель Смит (21 октября 2013 г.). «Ужасающие истории о картофеле, вызвавшем массовые заболевания и даже смерть». Смитсоновский журнал.
  5. ↑ Краткое изложение Чаконина и Соланина. Архивировано 15 августа 2006 г. в Wayback Machine.
  6. ^ "Соланин и Чаконин" . Проверено 31 мая 2009 г.
  7. ^ аб Далви Р.Р., Боуи WC (февраль 1983 г.). «Токсикология соланина: обзор». Ветеринарный токсикол . 25 (1): 13–5. ПМИД  6338654.
  8. ^ Фридман М., McDonald GM (1999). «Послеуборочные изменения содержания гликоалкалоидов в картофеле». Джексон Л.С., Найз М.Г., Морган Дж.Н. (ред.). Влияние переработки на безопасность пищевых продуктов . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 459. стр. 121–43. дои : 10.1007/978-1-4615-4853-9_9. ISBN 978-1-4615-4853-9. ПМИД  10335373.
  9. ^ Гао С., Ван Ц, Цзи Ю (2006). «Влияние соланина на мембранный потенциал митохондрий в клетках HepG2 и [Ca2+]i в клетках». Всемирный журнал гастроэнтерологии . 12 (21): 3359–67. дои : 10.3748/wjg.v12.i21.3359 . ПМК 4087866 . ПМИД  16733852. 
  10. ^ аб Фридман М (ноябрь 2006 г.). «Роль гликоалкалоидов и метаболитов картофеля в растении и в рационе». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 54 (23): 8655–8681. дои : 10.1021/jf061471t. ПМИД  17090106.
  11. ^ abc Фридман М., Макдональд ГМ, Филадельфи-Кези М. (22 сентября 2010 г.). «Гликоалкалоиды картофеля: химия, анализ, безопасность и физиология растений». Критические обзоры по наукам о растениях . 16 (1): 55–132. дои : 10.1080/07352689709701946.
  12. ^ аб Иткин М, Рогачев И, Алкан Н и др. (декабрь 2011 г.). «МЕТАБОЛИЗМ ГЛИКОАЛКАЛОИДОВ 1 необходим для гликозилирования стероидных алкалоидов и предотвращения фитотоксичности томатов». Растительная клетка . 23 (12): 4507–4525. дои : 10.1105/tpc.111.088732. ПМК 3269880 . ПМИД  22180624. 
  13. ^ Охяма К., Окава А., Мориучи Ю., Фудзимото Ю. (май 2013 г.). «Биосинтез стероидных алкалоидов в растениях пасленовых: участие промежуточного альдегида во время аминирования C-26». Фитохимия . 89 : 26–31. Бибкод : 2013PChem..89...26O. doi :10.1016/j.phytochem.2013.01.010. ПМИД  23473422.
  14. ^ Лахман Дж., Хамуз К., Орсак М., Пивец В. (2001). «Гликоалкалоиды картофеля и их значение в защите растений и питании человека – обзор». Ростлинна Выроба – УЗПИ (Чехия) . ISSN  0370-663X.
  15. ^ Човански С., Адамски З., Марчиняк П. и др. (1 марта 2016 г.). «Обзор биоинсектицидной активности алкалоидов пасленовых». Токсины . 8 (3): 60. doi : 10.3390/toxins8030060 . ПМК 4810205 . ПМИД  26938561. 
  16. ^ Hlywka JJ, Стивенсон GR, Sears MK, Yada RY (ноябрь 1994 г.). «Влияние повреждения насекомыми на содержание гликоалкалоидов в картофеле (Solanum tuberosum)». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 42 (11): 2545–2550. дои : 10.1021/jf00047a032.
  17. ^ Бушвей Р.Дж., Поннампалам Р. (июль 1981 г.). «Содержание альфа-чаконина и альфа-соланина в картофельных продуктах и ​​их стабильность при нескольких режимах приготовления». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 29 (4): 814–817. дои : 10.1021/jf00106a033.
  18. ^ abcdefg Бейер Р. (1990). Обзоры загрязнения окружающей среды и токсикологии . Спрингер Нью-Йорк. ISBN 978-1-4612-7983-9.
  19. ^ аб Джадхав С.Дж., Шарма Р.П., Салунхе Д.К. (26 сентября 2008 г.). «Природные токсичные алкалоиды в пищевых продуктах». Критические обзоры CRC в токсикологии . 9 (1): 21–104. дои : 10.3109/10408448109059562. ПМИД  7018841.
  20. ^ ab Sc M, Th L (1984). «Токсичность и тератогенность гликоалкалоидов пасленовых, особенно картофеля (Solanum tuberosum): обзор». Пищевые технологии в Австралии . ISSN  0015-6647.
  21. ^ Уилсон А.М., Макганн Д.Ф., Бушвей Р.Дж. (февраль 1983 г.). «Влияние места роста и продолжительности хранения на содержание гликоалкалоидов в придорожном картофеле, хранящемся потребителями». Журнал защиты пищевых продуктов . 46 (2): 119–121. дои : 10.4315/0362-028X-46.2.119 . ПМИД  30913609.
  22. ^ Хасина Р., Ганапати С., Пандиараджан Т. и Амиртам Д. (2019). Влияние способов 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 употреблением в пищу ботвы зеленого картофеля». Пищевая и химическая токсикология . 34 (5): 439–448. дои : 10.1016/0278-6915(96)87354-6. ПМИД  8655092.
  24. ^ Тайс Р. (февраль 1998 г.). Обзор токсикологической литературы (PDF) (кандидатская диссертация).
  25. ^ abc Maga JA, Фитцпатрик TJ (29 сентября 2009 г.). «Картофельные гликоалкалоиды». Критические обзоры CRC в области пищевой науки и питания . 12 (4): 371–405. дои : 10.1080/10408398009527281. ПМИД  6996922.
  26. ^ Чик PR (1989). Токсиканты растительного происхождения: Алкалоиды . ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-6990-2.
  27. ^ Фридман М., Ройтман Дж. Н., Кодзуку Н. (7 мая 2003 г.). «Содержание гликоалкалоидов и калистегина в восьми сортах картофеля». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 51 (10): 2964–73. дои : 10.1021/jf021146f. ПМИД  12720378.
  28. ^ Токсикологическая оценка некоторых пищевых добавок и загрязнителей . Всемирная организация здравоохранения. 1993. ISBN 9241660325.
  29. ^ Уиллимотт С.Г. (1933). «Расследование отравления соланином». Аналитик . 58 (689): 431. Бибкод : 1933Ana....58..431W. дои : 10.1039/AN9335800431.
  30. ^ Макмиллан М., Томпсон Дж.К. (апрель 1979 г.). «Вспышка подозрения на отравление соланином у школьников: изучение критериев отравления соланином». Ежеквартальный медицинский журнал . 48 (190): 227–43. ПМИД  504549.
  31. ^ Хопкинс Дж. (1 апреля 1995 г.). «Гликоалкалоиды: естественно, представляют интерес (но горячая картошка?)». Пищевая и химическая токсикология . 33 (4): 323–328. дои : 10.1016/0278-6915(94)00148-H. ISSN  0278-6915. ПМИД  7737605.
  32. ^ Наджм А.А., Хадж Сейед Хади MR, FF и др. (2012). «Влияние комплексного применения азотных удобрений и навоза крупного рогатого скота на хлорофилл листьев, урожайность и трубчатые гликоалкалоиды картофеля Агрия». Сообщения в области почвоведения и анализа растений . 43 (6): 912–923. Бибкод : 2012CSSPA..43..912N. дои : 10.1080/00103624.2012.653027. S2CID  98187389.
  33. ^ Тайнер-Чопек А, Ярич-Шишка М, Фазели Ф, Лисинска Г (2008). «Изменения содержания гликоалкалоидов в картофеле, предназначенном для употребления в пищу». Пищевая химия . 106 (2): 706–711. doi :10.1016/j.foodchem.2007.06.034.
  34. ^ «Отравление соланином». БМЖ . 2 (6203): 1458–9. 1979. doi :10.1136/bmj.2.6203.1458-а. ПМЦ 1597169 . ПМИД  526812. 
  35. ^ Александр Р.Ф., Forbes GB, Hawkins ES (1948). «Смертельный случай отравления соланином». БМЖ . 2 (4575): 518. doi :10.1136/bmj.2.4575.518. ПМК 2091497 . ПМИД  18881287. 
  36. ^ МакГи Х (29 июля 2009 г.). «Да, обвиняемый, но, вероятно, не убийца». Нью-Йорк Таймс . Проверено 23 мая 2010 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме Соланина .