식물과 버섯의 독소

 

혈액독성 식물

Nitrate, Nitrite -> methemoglobinemia

명아주, 사탕무, 수수(sudan grass, sorghum) 등의 식물을 동물이 섭취했을 때 발생할 수 있습니다.

식물은 질산염 nitrate(NO3)를 이용합니다.

동물은 그 질산염을 섭취하여 동물성 단백질을 합성하기도 하고, 아질산염NO2(nitrite)이 형성되기도 합니다.

동물 내에서 질소 산화물은 다음과 같은 작용을 갖습니다.

NO : 혈관 이완 -> 저혈압 -> hypoxia -> tachypnea

NO2 : methemoglobinemia -> hypoxia -> tachypnea

질소에 의한 자극 -> 위장관계 증상

Nitrite가 Nitrate보다 독성이 강합니다.

질소 산화물 중독에 대한 치료제는 methylene blue입니다.

메틸렌 블루는 Fe3+를 Fe2+로 환원시켜서 메트헤모글로빈혈증에 의한 저산소증을 치료합니다. (NADPH dependent)

조혈기능 억제

Ptaquiloside(lactone) : 발암물질

Cyanogenic glycoside

Thiaminase -> thiamine 결핍

=> 골수 억제, 재생불량성 빈혈

대표적인 조혈기능 억제 식물로는 고사리가 있습니다.

 

용혈 유발

양파, 마늘, 배추속 케일, 유채 등을 동물이 섭취했을 때 용혈이 발생하기도 합니다.

N-propyl disulfide는 위 식물에서 특유의 매캐한 향이 나게 하는 물질이지요.

N-propyl disulfide는 hemoglobin을 변성시켜 Heinz body를 생성하고 용혈이 일어나게 합니다.

출혈 유발

콩과식물의 쿠마루속 식물이 생성하는 물질인 Coumarin, Dicoumarol(coumarin glycoside)는 vitamin K reductase를 억제하는 작용이 있습니다. 비타민 K의 저장능력을 떨어뜨린다고 보시면 됩니다.

그 결과 prothrombin 장애로 인한 항응고 효과를 보이지요.

항응고제나 살서제(쥐약)으로도 씁니다.

ATP 합성 억제

Cyanide(청산, 시안화물)은 식물의 씨앗에 많은 물질입니다.

청산 중독의 증상은 ATP 합성 억제에 의한 급사입니다.

원인 : amygdalin, prunasin과 같은 cyanogenic glycoside가 동물체 내에서 cyanide로 전환됩니다.

Cyanide는 세포에서 cytochrome oxidase의 Fe3+와 결합하여 전자의 전달을 차단합니다.

그 결과 에너지 전달을 할 수 없어 ATP 합성이 억제됩니다.

치료제는 nitrate입니다. Nitrate가 cyanmethemoglobin을 형성하기 때문입니다.

메트헤모글로빈혈증이 심각한 중독 증상이지만 시안화물 중독에 의한 사망보다는 낫기 때문이지요.

그래서 시안화메트헤모글로빈혈증을 일부러 일으킵니다.

 

 

신장독성 식물

수산염(oxalate)

사탕무, 명아주를 동물이 섭취했을 때엔 부동액을 섭취한 것과 똑같은 효과가 일어날 수 있습니다.(부동액의 ethylene glycol이 oxalate로 산화)

수용성인 oxalate가 Ca2+와 결합하면 불용성 앙금이 생성됩니다.

그 결과 혈액 내의 이온형 Ca2+ 고갈되어 hypocalcemia가 나타나고 hyperkalemia가 뒤따릅니다.

 

수산염 중독 증상은 다음과 같습니다.

Hypocalcemia에 의한 근육 경련

Hyperkalemia에 의한 polyuria, 저비중뇨, 심장 마비

신장에서 crystal 형성 -> tubule block, necrosis

돼지 흉골횡와

Perirenal edema

 

반추동물의 1위에서 불용성 수산염이 생성될 경우 

불용성 수산염은 GI에서 흡수 잘 안되기 때문에 비교적 안전합니다.

치료제는 Aldosterone입니다. Hyperkalemia를 치료할 수 있기 때문입니다.

 

Gallotannin(Gallic acid)

변비, 출혈, 다뇨, 저장뇨, 탈수를 일으킵니다.

 

간독성 독소

Amanitin

Amanitin은 유전독성 문서에서 다루었던 버섯독입니다.

DNA의 G와 결합하여 RNA 중합효소의 작용을 억제하고 그 결과 동물이 단백질 합성 및 전사를 할 수 없게 됩니다.

 

특이한 점은 Amanitin에 의해 단백질 합성이 억제되면 간에서 알코올 대사가 일어나지 못하기 때문에일부러 알코올 과민증을 유도할 때 쓰는 약물이기도 하다는 겁니다.(!)

amanitin을 약으로 사용하면 숙취가 너무나도 심하기 때문에 알코올 중독증을 치료하는 약으로 쓰이는 것이죠.

광대버섯은 muscarine성 신경독, Amanitin, Phallotoxin을 생산합니다.

Muscarine성 신경독은 마비를 일으키고

Amanitin은 단백질 합성을 억제하고

Phallotoxin은 근육 세포 내 actin과 결합하여 근육의 기능을 억제하는 물질입니다.

Cycasin, Macrozamia

소철나무 씨앗에서도 간독성 독소가 발견됩니다.

 

생식독성 식물

면실박 Gossypol

면실박의 Polyphenolic aldehyde는 Dehydrogenase inhibitor(탈수효소 억제제)입니다.

항암제, 항말라리아제 등으로 연구 중인 물질이라네요.

 

독성 기전은 이렇습니다.

calmodulin과 결합하여 세포질 내부 칼슘 이온 농도 저하 -> Calcineurin 억제

저칼륨혈증 유도 -> 일시적인 마비

반추동물은 저항성 있으나, 돼지나 가금류는 민감합니다.

불임, 심장 독성, 간 손상을 일으킬 수 있고

흉강과 복강에 체액(복수, 흉수)이 찰 수 있습니다.

맥각 Ergot

맥각은 Ergotamine, ergonovine 등의 알칼로이드를 생성합니다.

Ergotamine은 자궁 평활근을 수축시키고 혈관 수축시킵니다.

혈관 수축에 의해 혈압이 증가하거나 괴사가 일어납니다.

임신 말기에 자궁 수축을 유도하는 약물로 사용하기도 합니다.

또한 CNS에서 도파민 유사작용을 하기 때문에 prolactin 저해하여 젖 생산을 억제하는 작용도 가지고 있습니다.

 

신경독성 식물

Grayanotoxin(Andromedotoxin)

월계수, 철쭉, 진달래의 꽃꿀에서 발견되는 물질입니다.

Na+ channel에 결합하여 Na+ 이온을 세포질 내부로 유입시키고

그에 뒤따라 Ca2+가 유입됩니다.

이온 밸런스를 무너뜨려 신경 독성을 일으키기도 하고

강심배당체와 유사한 효과가 일어나기 때문에 심장 독성을 일으키기도 하는 물질입니다.

감자독 solanin

Solanin은 가지속 까마종, 감자에서 발견됩니다.

항콜린성 작용과 콜린성 작용을 나타낼 수 있습니다.

신경이 흥분할 수도 있고, 마비될 수도 있습니다.

Atropine, scopolamine, hyoscinamine

Belladonna, 독말풀, 미치광이풀에서 발견됩니다.

부교감신경을 억제하여 환각, 산동, 변비, 서맥, 우울증을 일으킵니다.

 

소화기독성 식물

Urtica 쐐기풀

구강 점막 염증, 부종을 일으킵니다.

샤프란 Colchicum

Colchicine이라는 독성 물질이 물질 대사와 세포 분열을 억제합니다.

 

심장독성 식물

Grayanotoxin(Andromedotoxin)

앞에서(신경독성 식물) 설명드렸습니다.

Digitalis와 유사한 효과를 나타냅니다.

서맥, 혈관 확장, 그리고 그에 따르는 저혈압을 일으킵니다.

Bradycardia(서맥)는 atropine으로 치료하고

Arrhythmia(부정맥)은 Phenytoin으로 치료합니다.

Digitalis

심근의 전기 전도를 차단하는 물질입니다.

부자, 박주가리, 개정향풀, 은방울꽃, 디기탈리스, 협죽도에서 발견됩니다.

사약에 들어갔던 식물들이지요.

 

근육 독성 식물

Coniine

Lobeline