Войти
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название IUPAC (3R, 4S) -8-гидрокси-3, 4,5-триметил-6-оксо-4,6-дигидро-3H-изохромен-7-карбоновая кислота | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| ChEMBL |
|
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.007.508  |
| KEGG | |
| PubChem CID | |
| UNII | |
| Панель управления CompTox (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБАЕТСЯ
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | C13H14O5 |
| Молярная масса | 250,25 |
| Внешний вид | Лимонно-желтые кристаллы |
| M точка нагрева | 175 ° C (347 ° F; 448 K) (разлагается (сухие условия), когда вода присутствует 100 градусов Цельсия) ) |
| Растворимость в воде | Нерастворимый |
| Опасности | |
| Паспорт безопасности | MSDS |
| Пиктограммы GHS |   |
| Краткая характеристика опасности GHS | H301, H311, H331, H351 |
| Меры предосторожности GHS | P261, P280, P301 + 310, P311 |
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Ссылки в ink | |
Цитринин - это микотоксин, который часто встречается в продуктах питания. Это вторичный метаболит, продуцируемый грибами, которые загрязняют продукты длительного хранения, и он вызывает различные токсические эффекты, такие как нефротоксическое, гепатотоксическое и цитотоксическое эффекты. Цитринин в основном содержится в зерновых, но иногда также во фруктах и других растительных продуктах.
Цитринин был одним из многих микотоксинов, которые были обнаружены Х. Рейстриком и А.К. Хетерингтоном в 1930-х годах. В 1941 г. Х. Рейстрик и Дж. Смит определили, что цитринин обладает широкой антибактериальной активностью. После этого открытия интерес к цитринину возрос. Однако в 1946 году А. Амброуз и Ф. ДеДс продемонстрировали токсичность цитринина для млекопитающих. Из-за токсичности интерес к цитринину снизился, но исследований все еще проводилось. В 1948 году химическая структура была определена W.B. Уолли и его коллеги. Цитринин является природным соединением и впервые был выделен из Penicillium citrinum, но он также продуцируется другими видами Penicillium, видами Monascus и видами Aspergillus, которые все грибы. В 1950-х годах В. Уолли и А.Дж. Берч и другие идентифицировали цитринин как поликетид и исследовали его биосинтез с помощью радиоизотопов. В течение 1980-х и 1990-х годов Дж. Стонтон, У. Санкава и другие исследовали его биосинтез, используя стабильные изотопы и ЯМР. В середине 2000-х Т. Нихира и его коллеги открыли кластер генов цитринина.
В 1993 году Всемирная организация здравоохранения Международное агентство по изучению рака приступило к оценке канцерогенного потенциала микотоксины. Опасность микотоксинов для здоровья человека и животных в последние годы подверглась тщательному анализу. Для обеспечения продуктивности и устойчивости сельского хозяйства, здоровья животных и населения, благополучия животных и окружающей среды, максимальные уровни нежелательных веществ в кормах для животных установлены в Директиве ЕС Европейского парламента и Совета от 7 мая 2002 г. В то время как максимальные уровни для различных микотоксины были установлены для ряда пищевых продуктов и кормов, наличие цитринина еще не регулируется этими или другими нормативными актами в Европейском Союзе. Продовольственная и сельскохозяйственная организация пока не сообщала о максимальных уровнях цитринина в пищевых продуктах и кормах.
Рис. 1. Структуры цитринина и продуктов его разложения. На основе Кларка Б. и другие. (2006) [8] Цитринин представляет собой поликетидный микотоксин, который является вторичным метаболитом некоторых видов грибов. Его IUPAC название (3R, 4S) -4,6-дигидро-8-гидрокси-3,4,5-триметил-6-оксо-3H-2-бензопиран-7-карбоновая кислота и молекулярная формула C 13H14O5. Цитринин имеет молекулярную массу 250,25 г / моль. Он образует неупорядоченные кристаллы желтого цвета, плавящиеся при 175 ° C. Цитринин - это плоская молекула, которая содержит сопряженные связи. В результате этих конъюгированных связей цитринин становится аутофлуоресцентным. Кристаллы цитринина трудно растворить в холодной воде, однако в полярных органических растворителях и водном гидроксиде натрия растворение карбоната натрия и ацетата натрия возможно.
Как указано выше, цитринин разлагается при температурах выше 175 ° C, обеспечивая что это в сухих условиях. Когда присутствует вода, температура разложения составляет около 100 ° C. Известно несколько продуктов разложения цитринина, включая фенол A, цитринин H1, цитринин H2 и дицитринин A. Структуры продуктов разложения показаны на рисунке 1, изображенном слева. Цитринин H1 производится из двух молекул цитринина, и его токсичность повышена по сравнению с исходной токсичностью цитринина. Цитринин Н2, формилированное производное фенола А, менее токсичен, чем цитринин. Фенол А, по-видимому, производится в основном в кислых условиях. Дицитринин A представляет собой димер молекул цитринина, который в основном образуется при разложении в нейтральной среде, когда присутствует высокая концентрация цитринина.
То, как цитринин реагирует в организме, еще не изучен, и его промежуточные соединения во время биотрансформации также неизвестны.
Цитринин часто встречается вместе с другими микотоксинами, такими как охратоксин A или афлатоксин B1, потому что они продуцируются одними и теми же видами грибов. Чаще всего наблюдается комбинация цитринина с охратоксином А, и это также наиболее изученная комбинация. Эффекты одновременного появления этих микотоксинов могут быть аддитивными или синергетическими. Например, нефротоксические эффекты охратоксина А и цитринина усиливаются синергетически при воздействии обоих. Кроме того, ожидается, что совместное воздействие этих соединений будет вовлечено в патогенез заболевания почек человека, называемого эндемической балканской нефропатией. Взаимодействие обоих веществ может также влиять на апоптоз и некроз гепатоцитов.
Существующая информация о наличии цитринина в пищевых продуктах предполагает, что относительно высокие концентрации цитринина могут быть обнаружены в хранящихся зерно и продукты на его основе. Из-за этого, а также того факта, что люди в целом потребляют много продуктов на основе злаков, Группа экспертов по загрязняющим веществам в пищевой цепи (Группа CONTAM) сочла, что зерно может быть основным источником воздействия цитринина с пищей. Группа CONTAM пришла к выводу, что в литературе недостаточно данных для проведения оценки воздействия с пищей.
Другой способ воздействия цитринина - вдыхание и контакт с кожей. Однако степень возможной опасности для здоровья, вызванной вдыханием цитринина или воздействием цитринина на кожу, в значительной степени неясна. Исследователи обнаружили, что цитринин также используется в материалах для дома. При анализе 79 объемных проб они обнаружили, что цитринин присутствовал в трех из них с диапазоном концентраций от 20 до 35000 нг / г. Кроме того, в нескольких образцах присутствовали другие микотоксины.
Существуют различные типы токсичности. Типы токсичности, которые были изучены для цитринина: острая токсичность, нефротоксичность, генотоксичность и ее канцерогенность.
Острая токсичность Цитринина зависит от пути введения и от вида, использованного для исследования. Для перорального введения требовалась самая высокая доза для летальности, и LD50 этого пути введения составляет 134 мг / кг массы тела (м.т.) для кролика. Внутривенное введение требовало самой низкой дозы для летальности. LD50 составляет 19 мг / кг массы тела. для кролика. Внутрибрюшинно LD50 составляет 50 мг / кг массы тела. для кролика. Подкожно LD50 составляет 37 мг / кг массы тела. для морской свинки. Для утят LD50 составляет 57 мг / кг массы тела.
В исследовании на самцах крыс было обнаружено, что у крыс увеличилось соотношение массы почек к массе тела. вес после воздействия 70 мг цитринина / кг массы тела на 32 недели и увеличение отношения массы печени к массе тела после воздействия 80 недель. После воздействия цитринина в течение 40 недель у крыс также проявлялись небольшие аденомы.
В клетках млекопитающих in vitro цитринин не индуцировал ДНК однонитевые разрывы, окислительные Повреждение ДНК или обмены сестринских хроматид, но индуцированные микроядрами, анеуплоидией и хромосомными аберрациями. In vivo он вызывал хромосомные аномалии и гиподиплоидию в костном мозге мышей. Это указывает на то, что цитринин мутагенный.
Цитринин биосинтезируется грибами видов Penicillium, Monascus и Aspergillus. Для производства цитринина необходим минимальный набор генов. Эти гены законсервированы у большинства видов, продуцирующих цитринин. Это citS, mrl1, mrl2, mrl4, mrl6 и mrl7. CitS производит цитрининсинтазу (CitS). Продуктом гена mrl1 является серин гидролаза (CitA), но его функция еще не известна. Mrl2 кодирует негем-Fe (II) -зависимую оксигеназу (CitB), которая участвует в расширении кольца. NAD (P) зависимая альдегид дегидрогеназа (CitD) кодируется mrl4, а другая дегидрогеназа (CitE) кодируется mrl6. Ген mrl7 кодирует НАД (Ф) зависимую оксидоредуктазу (CitC).
Первой стадией биосинтеза цитринина у грибов является связывание цитрининсинтазы с исходным соединением, сложным эфиром тиола. После этого серингидролаза, кодируемая mrl1, образует кетоальдегид, с которым может работать CitB. CitB окисляет C-атом метильной группы, связанной с ароматическим кольцом, и производит спирт. Оксидоредуктаза, кодируемая mrl7, превращает этот спирт в бисальдегид. Затем CitD превращает его в карбоновую кислоту через тиогемиацетальный промежуточный продукт, который повышается в результате переноса гидрида из НАДФН. Последний шаг - восстановление атома углерода CitE, после которого высвобождается цитринин. Во время этого пути также высвобождается несколько побочных продуктов.
Различные исследования in vitro выявили участие токсичности цитринина в снижении выработки цитокинов, ингибировании синтеза РНК и ДНК, индукции окислительный стресс, подавление экспрессии гена оксида нитрида, увеличение продукции ROS и активация апоптотической гибели клеток через пути передачи сигнала и каспазно-каскадную систему.
Johannessen et al. al. (2007) исследовали продукцию цитокинов и жизнеспособность клеток в ответ на лечение цитринином. Уровни TGFβ1 вместе с жизнеспособностью клеток снижались до 90% от контрольных уровней при инкубации в течение 48 часов с 25 мкг / мл цитринина. Инкубация с 50 мкг / мл в течение 48 часов и 72 часов дополнительно снизила уровни TGFβ1 и жизнеспособности клеток до 40% и 20% от контрольных значений.
Далее Йоханнесен обнаружил, что уровни ИЛ-6 были снижены до 90% при воздействии 25 мкг / мл цитринина (CTN) и до 40% при воздействии 50 мкг / мл. Уровни IL-8 и жизнеспособность клеток также снизились до 80% и 20% при воздействии соответственно 25 и 50 мкг / мл CTN в течение 72 часов. Эти результаты показывают, что плейотропный цитокин TGFβ1 и провоспалительные цитокины были (немного) уменьшены при воздействии возрастающих доз CTN. Однако IL-6 и IL-8 оставались в основном в нетоксичных концентрациях.
Yu et al. (2006) исследовали влияние CTN на жизнеспособность клеток линии клеток HL-60. При воздействии 25 мкМ CTN в течение 24 часов не было обнаружено значительного снижения. Однако при инкубации до более высоких количеств, 50 и 75 мкМ, общая жизнеспособность упала до 51% и 22% от контрольных уровней соответственно.
Chan (2007) также протестировал влияние цитринина на жизнеспособность клеток, но в линия эмбриональных стволовых клеток (ESC-B5) in vitro. Клетки ESC-B5 обрабатывали 10-30 мкМ CTN в течение 24 часов, и было обнаружено дозозависимое снижение жизнеспособности клеток. Чан также определил, что это снижение жизнеспособности клеток было вызвано апоптозом, а не некрозом, поскольку воздействие CTN привело к увеличению фрагментации ядерной ДНК или разрушению хроматина, которые являются характеристиками апоптоза.
Другие признаки того, что снижение Цитринин-индуцированный апоптоз вызывает повышение жизнеспособности клеток: повышение АФК в ESC-B5, увеличение Bax и снижение Bcl2, высвобождение цитохрома c в цитозоле, стимуляция каспазы-каскада (повышение активности каспазы-3, -6, -7 и -9). Кроме того, Хуанг обнаружил, что JNK и PAK2 (оба связаны с апоптозом) активировались дозозависимым образом после обработки остеобластов CTN. Хуанг дополнительно исследовал роль JNK и ROS путем подавления активации JNK с помощью ингибитора JNK (SP600125 ) и обнаружил значительное снижение каспазы-3 и апоптоза, но не влияло на образование ROS. Эти результаты предполагают, что ROS является активатором JNK, расположенным выше по течению, и, возможно, может контролировать каспазу-3, чтобы вызвать апоптоз при лечении CTN.
Микотоксины в целом могут либо стимулировать, либо подавлять иммунные ответы. Лю и др. (2010) исследовали роль CTN в продукции оксида азота (NO), провоспалительного медиатора, в клетках MES-13 (гломерулярные мезангиальные клетки трансгенной мыши SV40).
было обнаружено, что эндотоксин LPS и медиаторы воспаления, такие как IFN-γ, TNF-α и IL-1β, могут вызывать iNOS Экспрессия гена (фермент синтеза NO) посредством активации факторов транскрипции, включая NF-κB и STAT1a.
При воздействии CTN продукция NO снижается дозозависимым образом, а это не из-за снижения жизнеспособности клеток, поскольку 95% клеток все еще были живы, в то время как продукция NO упала на 20 или 40% для 15 и 25 мкМ. Было обнаружено, что экспрессия белка iNOS снижается при обработке CTN по сравнению с клетками, обработанными LPS / INF-γ как на уровне РНК, так и на уровне белка. CTN также снижает фосфорилирование STAT-1a и уровни мРНК IRF-1 (фактор транскрипции, на который нацелен STAT-1a и может связываться с IRE гена iNOS).
Кроме того, Liu et al.. (2010) обнаружили, что добавление CTN вызывает снижение активности связывания ДНК между NF-κB и LPS / IFN-y, что приводит к снижению уровня ядерного белка NF-κB. Фосфорилирование IκB-α, предшествующего ингибитора NF-κB, также снижалось при добавлении CTN. Эти результаты предполагают, что CTN подавляет экспрессию гена iNOS посредством подавления NF-κB путем блокирования фосфорилирования IκB-α.
Reddy et al. (1982) описали распределение и метаболизм [C] цитринина у беременных крыс. Этим крысам подкожно вводили 35 мг / кг С-меченного цитринина на 12 день беременности. По концентрациям в плазме можно было сделать вывод, что радиоактивность быстро исчезла через 12 часов, и в конечном итоге осталось только 0,9%. Общее восстановление 98% было обнаружено через 72 часа после введения в нескольких тканях, а процент реактивности, обнаруженной в печени, желудочно-кишечном тракте (в основном в тонком кишечнике), почках, матке и плода, указан в таблице 1 ниже.
Таблица 1 : Распределение цитринина по тканям
| Печень | GI | Почки | Матка | Плод | |
| через 30 минут после введения дозы | 9,5% | 6,8% | 3,5% | 0,4% | 0,26% |
| 72 часа после дозирования | 1,3% | 0,85% | 0,1% | 0,05% | 0,04% |
Большая часть радиоактивно меченного цитринина (77%) выводилась с мочой. Около 21% было обнаружено в фекалиях, это был поздний эффект, поскольку через 30 минут не было обнаружено радиоактивности, и только 3% через 6 часов. Следовательно, наличие 6,8% радиоактивности в желудочно-кишечном тракте через 30 минут, вероятно, отражает секретируемую метку печенью и подвергается энтерогепатической циркуляции, прежде чем попадет в кишечник.
Через 1 час после дозирования один метаболит (A) был обнаружен в плазме с помощью ВЭЖХ. Время удерживания исходного соединения цитринина (C) и этого метаболита (A) составляло 270 и 176 секунд соответственно. Метаболит был более полярным, чем цитринин. Образцы мочи в разное время дали два метаболита через 180 (A) и 140 (B) секунд, которые были более полярными, чем CTN. Образцы желчи, взятые через 3 часа после введения дозы, показали время удерживания 140 секунд, что указывает на метаболит В. Экстракты матки дали метаболит А (время удерживания: 180 секунд), а плод не дал метаболита, только исходное соединение цитринин. Эти результаты предполагают, что только исходное соединение, которое содержится в плазме и матке, может проникать в плод, а метаболит (A), также присутствующий в плазме и матке, нет. Это может быть связано с тем, что метаболит был более полярным и, следовательно, не мог проникать через плацентарный барьер.
По сравнению с самцами крыс в моче, плазме и желчи были обнаружены два метаболита с аналогичным временем удерживания и более полярным внешним видом, чем у исходного соединения. Эти результаты позволяют предположить, что печень является источником метаболизма цитринина у самцов крыс.
Недавнее исследование Ali et al. (2015) исследовали уровни цитринина (CTN) и его человеческого метаболита дигидроцитринона (HO-CTN) в образцах мочи 50 здоровых взрослых людей (27 женщин и 23 мужчин). Цитринин и его основной метаболит могут быть обнаружены соответственно в 82% и 84% всех проб мочи. Уровни, измеренные для CTN, варьировались от 0,02 (предел обнаружения, LOD) до 0,08 нг / мл, а для HO-CTN от 0,05 (LOD) до 0,51 нг / мл. Средний уровень в моче составлял 0,03 нг / мл для CTN и 0,06 нг / мл для HO-CTN. При корректировке содержания креатинина, 20,2 нг / г креатина (CTN) и 60,9 нг / г креатина (HO-CTN) было ясно, что количество метаболита в моче в 3 раза выше. Это говорит о том, что моча потенциально может использоваться в качестве дополнительного биомаркера воздействия цитринина.
Многие люди потребляют много зерновых продуктов, и, поскольку цитринин содержится в зерновых продуктах, это может привести к к высокому расходу цитринина. Есть опасения по поводу концентрации цитринина, вызывающего нефротоксичность. Согласно отчету Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов, критическая концентрация цитринина у детей (до 3–9 лет) составляет 53 мкг / кг зерна и продуктов на его основе, а для взрослых - от 19 до 100 мкг / кг. К сожалению, нет твердого заключения о точной концентрации цитринина, которая может вызвать нефротоксичность при длительном употреблении.
Исследования показали, что почки являются основным органом-мишенью цитринина. Он показывает изменение гистопатологии и легкую заболеваемость почек крысы. Цитринин вызывает нарушение функции почек у крыс, что указывает на накопление цитринина в ткани почек. Также показано, что цитринин транспортируется в клетки проксимальных канальцев почек. Для этого процесса транспортировки требуется переносчик органических анионов. Недавние исследования показывают, что дыхательная система митохондрий является еще одной мишенью цитринина. Цитринин может влиять на систему транспорта электронов, потоки Са и проницаемость мембран.
Также было проведено несколько экспериментов на животном, таком как свиньи и куры, чтобы увидеть эффект цитринина.
Свиньи могут потреблять цитринин из корма. Наблюдается, что после введения 20 и 40 мг цитринина / кг массы тела свиньи страдают угнетением роста, потерей веса и глюкозурией, а также снижением уровня β-глобулина через 3 дня.
У цыплят-бройлеров диарея, кровотечения в кишечнике, увеличение печени и почек наблюдаются после приема цитринина 130 и 260 мг / кг массы тела в течение 4–6 недель. Различные эффекты наблюдаются у взрослых кур-несушек, которые подвергаются воздействию 250 мг цитринина / кг массы тела и 50 мг цитринина / кг массы тела. Это воздействие привело к острой диарее и увеличению потребления воды.
