twitter

image1 image1 image1 image1

Alkaloidy pirolizydynowe potencjalnym zagrożeniem dla zdrowia ludzi i zwierząt

Ewelina Kowalczyk, Krzysztof Kwiatek

Zakład Higieny Pasz

Państwowy Instytut Weterynaryjny – Państwowy Instytut Badawczy

Al. Partyzantów 57, 24-100 Puławy

s. 37-43

Streszczenie. Alkaloidy pirolizydynowe (AP) są naturalnymi substancjami toksycznymi występującymi w szerokiej gamie roślin i są jednymi z najbardziej rozpowszechnionych związków toksycznych mogących powodować zatrucia u zwierząt i ludzi. AP oprócz silnych właściwości toksycznych mogą również wykazywać właściwości mutagenne, kancerogenne lub teratogenne. Występują w wielu roślinach, należących głównie do rodzin Boraginaceae, Asteraceae oraz Fabaceae pochodzących z różnych regionów geograficznych. Rośliny zawierające alkaloidy to najczęściej pospolite chwasty rosnące na pastwiskach, łąkach, gruntach ornych jak również w pobliżu rzek czy przydrożnych rowach. Do alkaloidów pirolizydynowych, spotykanych u licznych przedstawicieli roślin np. starca zwyczajnego (Senecio vulgaris) lub żywokostu lekarskiego (Symphytum officinale L.) należą: senecionina, senkirkina czy monokrotalina. Rośliny z rodzaju Senecio zawierające znaczne ilości alkaloidów, często  wskazywane są jako źródło zatrucia zwierząt i ludzi.
Ze względu na gorzki smak rośliny zawierające AP są często omijane przez pasące się zwierzęta. Jednakże, w przetworzonych materiałach paszowych rozróżnienie to jest niemożliwe i rośliny te mogą być spożywane przez zwierzęta. Najbardziej niebezpiecznym aspektem zatrucia alkaloidami pirolizydynowymi jest fakt, że choroba rozwija się bezobjawowo przez długi czas, co oznacza, że w momencie wystąpienia symptomów proces uszkodzenia wątroby jest tak zaawansowany, że zwierzę pada w ciągu kilku kolejnych dni. Świnie, bydło i konie uznawane są za gatunki najbardziej podatne na zatrucia toksycznymi alkaloidami pirolizydynowymi. Ludzie mogą być narażeni na alkaloidy poprzez spożycie miodów i pyłku. Udowodniono również, że mleko, jaja czy mięso może zawierać alkaloidy jeśli zwierzętom podawana była pasza zanieczyszczona alkaloidami.

Słowa kluczowe: alkaloidy pirolizydynowe, żywność, pasze, bezpieczeństwo.

 

Pyrrolizidine alkaloids as a potential threat to humans and animals health

Ewelina Kowalczyk, Krzysztof Kwiatek

National Veterinary Research Institute,

Department of Hygiene of Animal Feedingstuffs

Summary. Pyrrolizidine alkaloids (PAs) are toxins found naturally in a wide variety of plant species and  are probably the most widely distributed natural toxins that affect wildlife, livestock and humans. PAs except of toxicity may have also mutagenic, carcinogenic or teratogenic potential. Pyrrolizidine alkaloids occur in many plants, mostly belonging to the families Boraginaceae, Asteraceae and Fabaceae originating from different geographical regions.
Plants containing pyrrolizidine alkaloids usually are common weeds occurring in pastures, grasslands, arable lands and along the borders of rivers and roads. To pyrrolizidine alkaloids, found in many representatives of the plants such as Common groundsel (Senecio vulgaris) or Comfrey (Symphytum officinale L.) belong: senecionine, senkirkine, or monocrotaline. Senecio species contain substantial concentrations of the alkaloids and have often been implicated in intoxications of livestock and humans.
Due to a bitter taste PA-containing plants are avoided by grazing animals. However, in preserved and composed feeds this recognition is lost and the toxic PAs may be consumed by livestock. The most undesirable aspect of the poisoning with pyrrolizidine alkaloids is the fact that the disease is developing secretly for a long time, which means that, in the moment of onset of symptoms the process of liver damage is so advanced that the animal falls within a few days.  Amongst livestock, pigs, cattle and horses are especially susceptible to the toxic effects of the PAs. People can be exposed to the toxic alkaloids through honey and pollen. It was also proved that milk, eggs and meat may contain the alkaloids if animals were fed with feed containing PAs.

Keywords: Pyrrolizidine alkaloids, food, feed, safety.

Piśmiennictwo

 Brauchli J., Lüthy J., Zweifel U., Schlatter C.: Pyrrolizidine alkaloids from Symphytum officinale L. and their percutaneous absorption in rats. Experientia. 1982, 38,1085-1087,

Chłopecka M., Dziekan N.: Zatrucia roślinami zawierającymi alkaloidy pirolizydynowe.  Bydło. 2012, 1, 22-25,

Crews C., Berthiller F., Krska R.: Update on analytic methods for toxic pyrrolizidine alkaloids. Anal. Bioanal. Chem. 2010, 396, 327-338,

Edgar J.A., Colegate S.M., Boppré M., Molyneux R.J.: Pyrrolizidine alkaloids in food: a spectrum of potential health consequences. Food Addit. Contam. 2011, 28, 308-324,

 EFSA: Opinion of the scientific panel on contaminants in the food chain on a request from the European Commission related to pyrrolizidine alkaloids as undesirable substances in animal feed. EFSA J. 2007, 447, 1-51,

EFSA: Scientific Opinion on Pyrrolizidine alkaloids in food and feed. EFSA J. 2011, 9, 1-134,

Fu P.P., Xia Q., Lin G., Chou M.W.: Pyrrolizidine alkaloids - genotoxicity, metabolizm enzymes, metabolic activation, and mechanisms.  Drug Metab. Rev. 2004, 36, 1-55,

Griffin C.T., Danaher M., Elliott C.T., Kennedy G., Furey A.: Detection of pyrrolizidine alkaloids in commercial honey using liquid chromatography-ion trap mass spectrometry. Food Chem. 2013, 136, 1577-83,

Kowalczyk E., Patyra E., Kwiatek K.: Alkaloidy pirolizydynowe zagrożeniem dla zdrowia ludzi i zwierząt. Med. Weter. 2015, 71, 602-607.

Materska M., Czeczko R., Karaś M.: Alkaloidy pirolizydynowe ryzyko występowania w miodach. Przem. Spożyw. 2013, 67, 26-28,

Molyneux R.J., Gardner D.L., Colegate S.M., Edgar J.A.: Pyrrolizidine alkaloid toxicity in livestock: a paradigm for human poisoning? Food Addit. Contam. 2011, 28, 293-307,

Mroczek T., Głowniak K.: Pyrrolizidine Alkaloids - Their Chemistry, Occurrence and Significance as Natural compounds, [w:] Rauter A.P., Palma F. B., Araujo M. E., dos Santos S. P. (red.): Natural Products in the New Millennium: Prospects and Industrial Application. Wydawnictwo Springer Science+Business Media Dordrecht, Lizbona 2002,

 National Cancer Institute, National Institutes of Health: Bioassay of Lasiocarpine for possibile carcinogenicity. NTP Tech Report. 1978, 39, 1-66,

Prakash A.S., Pereira T.N., Reilly P.E.B., Seawright A.A.: Pyrrolizidine alkaloids in human diet. Mutat. Res. 1999, 443, 53-67,

Rasenak R., Muller C., Kleischmmidt M., Rasenak J., Wiedenfeld H.: Veno-oclusive disease in a foetus caused by pyrrolizidine alkaloids of food origin. Fetal Diagn. Ther. 2003, 18,1321-1327,

Roeder E.: Analysis of Pyrrolizidine alkaloids. Curr Org Chem. 1999, 3, 557-576,

Roeder E.: Medicinal plants in Europe containing pyrrolizidine alkaloids. Pharmazie. 1995, 50, 83-98,

Ruan J., Li N., Xia Q., Fu P.P., Peng S., Ye Y., Lin G.: Characteristic ion clusters as determinants for the identification of pyrrolizidine alkaloid N-oxides in pyrrolizidine alkaloid-containing natural products using HPLC-MS analysis. J. Mass Spectrom. 2012, 47, 331-337,

Smith L.W., Culvenor C.C.J.: Plant sources of hepatotoxic pyrrolizidine alkaloids. J. Nat. Prod. 1981, 44, 129-152,

Stegelmeier B.L., Edgar J.A., Colegate S.M., Gardner D.R., Schoch T.K., Coulombe R.A., Molyneux R.J.: Pyrrolizidine alkaloid plants, metabolizm and toxicity. J. Nat. Toxins 1999, 8, 95-116, 

Than K.A., Stevens V., Knill A., Gallagher P.F., Gaul K.L., Edgar J.A., Colegate S.M.,  Plant-associated toxins in animal feed: Screening and confirmation assay development. Anim. Feed Sci. Tech. 2005, 121, 5–21,

Tomczyk H.: Rozpowszechnienie alkaloidów pirolizydynowych i ich znaczenie taksonomiczne wśród roślin wyższych. Wiad. Botan. 1969, 13, 187-193,

Wiedenfeld H.: Toxicity of Pyrrolizidine Alkaloids – a Serious Health Problem. MÜSBED. 2011, 1, 79-87,

Wiedenfeld H., Edgar J.: Toxicity of pyrrolizidine alkaloids to human and ruminants. Phytochem. Rev. 2011, 10,137-151,

Wiedenfeld H., Roeder E., Bourauel T., Edgar J.: Pyrrolizidine Alkaloids. Structure and Toxicity, Wydawnictwo V&R unipress Bonn University Press, Göttingen 2008,

Yee S.B., Kinser S., Hill D.A., Barton C.C., Hotchkiss J.A., Harkema J.R., Ganey P.E., Roth R.A.: Synergistic hepatotoxicity from coexposure to bacterial endotoxin and the pyrrolizidine alkaloid monocrotaline. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2000, 166, 173-185.