Pyrrolizidine alkaloïde metabolisme

  • Print

Door: Esther Hegt en Dr. Pieter B. Pelser ( University of Canterbury- Biological Sciences, Christchurch, New Zealand)

Pyrrolizidine alkaloïden kunnen in verschillende vormen voorkomen. Deze vormen kunnen door chemische processen in een andere vorm omgezet worden. Sommige van deze vormen zijn giftig voor mensen en dieren. Hier proberen we aan de hand van een PA genaamd ‘heliotrine’ (Afbeelding 1a) uit te leggen in welke vormen PAs kunnen voorkomen en hoe ze in een andere vorm omgezet kunnen worden. De blauwe ‘N’ in Afbeelding 1a is een stikstof-atoom. Dit stikstofatoom kan geoxideerd worden. Dat betekent dat een zuurstof atoom (O) zich aan het stikstof atoom bindt (Afbeelding 1b). De vorm waarin een PA zich nadat het geoxideerd is bevindt wordt een N-oxide genoemd. Het molecuul in afbeelding 1b wordt dus heliotrine N-oxide genoemd. De N-oxide vorm is de niet-giftige vorm waarin PAs zich in een plant bevinden. Deze N-oxiden zijn goed in water oplosbaar, maar ze lossen slecht in vet op. Omdat de darmwand relatief vet is, worden ze in deze vorm dus slecht in het lichaam opgenomen. In de darm worden deze stoffen echter gereduceerd, wat inhoudt dat het zuurstof atoom van het molecuul afgesplitst wordt. Als dit met een heliotrine N-oxide gebeurd wordt dus weer het molecuul in Afbeelding 1a verkregen. In deze vorm worden PAs wel goed door de darmwand worden opgenomen. Via het bloed wordt dit PA vervolgens naar de lever vervoerd. Daar kunnen er drie dingen mee gebeuren. 1 ) Het molecuul kan bijvoorbeeld gehydrolyseerd worden. Dan wordt het niet-giftige molecuul in Afbeelding 1c verkregen. 2) Het molecuul kan ook weer geoxideerd worden, dan krijg je het water oplosbare molecuul in Afbeelding 1b weer wat makkelijk uitgeplast wordt en daardoor snel het lichaam verlaat. 3 ) Het molecuul kan tenslotte echter ook in een aantal stappen een dehydrogenatie ondergaan wat uiteindelijk resulteert in het molecuul afgebeeld in Afbeelding 1d. Dit molecuul en alle moleculen die in de tussenstappen van het dehydrogenatie proces gevormd worden zijn erg giftig. Dit komt doordat ze makkelijk met allerlei andere stoffen in het lichaam kunnen reageren en hierdoor cellen kunnen beschadigen. Zo kunnen deze moleculen zich bijvoorbeeld aan DNA binden en hierdoor genen beschadigen. Het molecuul in Afbeelding 1d is een voorbeeld van een dehydro-PA, in dit geval dehydroheliotrine. Dit is het meest stabiele eindprodukt en kan daarom in bloed of weefsel samples aangetoond worden. De moleculen tijdens de tussenstappen van de dehydrogenatie ontstaan kunnen echter niet aangetoond worden omdat ze snel omgezet worden.

pyrrolizidine alkaloiden pyrrolizidine alkaloiden
1a) 1b)
Pyrrolizidine alkaloiden Pyrrolizidine alkaloiden
1c) 1d)

In samenwerking met Merijn Roos (dierenarts aan de Faculteit Diergeneeskunde te Utrecht.)

Stewart, M. J. & V. Steenkamp. 2001. Pyrrolizidine poisoning: a neglected area in human toxicology. Therapeutic Drug Monitoring 23: 698-708.