吡咯里西啶类生物碱(pyrrolizidinealkaloids,PAs)是有花植物为防御食草性动物而产生的一种次生代谢产物。世界上约3%的有花植物(约余种)含有PAs。在我国约有40种中草药已被报道含有PAs,包括年版《中国药典》收录的千里光、款冬、紫草等常用药用植物。PAs的分布与植物的种属有关,主要存在于菊科Asteracea、紫草科Boraginaceae、豆科Leguminosae植物中,此外,在夹竹桃科Apocynaceae、大戟科Euphorbiaceae、兰科Orchidaceae、禾本科Poaceae、毛茛科Ranunculaceae等科中也有少量存在。01化学结构PAs由具有双稠吡咯啶环的氨基醇和有机酸两部分缩合而成,醇部分称千里光次碱(necine),酸部分称千里光次酸(necicacid)(图1a)。PAs双稠吡咯啶环的1,2位可以是不饱和的也可以是饱和的,当1,2位处于饱和状态时,PAs表现为毒性较弱或无毒(图1b)。而当1,2位是双键时,形成烯丙酯结构,此时PAs具有肝脏毒性,通常可分为5种类型(图1c),分别是倒千里光碱(retronecine),天芥菜碱(heliotridine),可洛他千里光碱(crotanecine),仰卧天芥菜定(supinidine),奥索千里光裂碱(otonecine)。此外,PAs还常以其氮氧化物(PANO)的形式存在于植物中。
图1PAs的基本结构和类型
02毒性研究PAs可直接通过含PAs的中草药、食品补充剂、茶等摄入或间接通过污染食物如谷物、牛奶、蜂蜜等对人类或牲畜的生命造成极大毒害。PAs作用的主要直接靶器官为肝脏,可引起肝小静脉闭塞病、肝窦阻塞综合征、肝细胞出血坏死等,所以又称为肝毒吡咯里西啶生物碱(hepastotoxicpyrrolizidinealkaloids,HPAs)。此外,PAs还会引起肺脏、肾脏、神经和胚胎毒性,甚至致畸、致突变和致癌。关于PAs的毒性机制目前还没有明确的结论,但普遍观点是认为PAs本身并没有毒性或者毒性较低,进入体内之后主要通过细胞色素P(cytochromeP,CYP)3A代谢脱氢生成吡咯烷生物碱(DHPAs),再经水解生成脱氢裂碱(DHR),DHPAs和DHR可以与体内蛋白相结合形成吡咯蛋白加合物(PPAs),进而损伤肝细胞。为进一步证明代谢吡咯的毒性作用,YANGMB等曾以人肝窦内皮细胞和人肝癌细胞HepG2这2种缺乏CYP酶活性的细胞为对象,测定了脱氢吡咯里西啶生物碱(DHPAs)和脱氢维甲酸(DHR)的直接细胞毒性,结果证明了DHPA和DHR在反应性代谢物介导的PA诱导的肝毒性中具有关键的作用。PAs的毒性强弱与其结构特征密不可分。PAs产生毒性的最基本结构特征是双稠吡咯环1,2位具有双键,同时7位或9位的羟基至少有一个被酯化。PAs分子中酯键的个数及是否成环、千里光次酸的结构不同都会导致其毒性的差异。此外,PAs的毒性也会受到外界因素的影响。细胞内的一些氨基酸在消除PAs肝毒性和细胞毒性方面起到重要作用,目前已有实验证实肝脏中的谷胱甘肽能调节PAs的代谢。03安全问题近些年因摄入含PAs的食品或草药而引起中毒事件的报道逐渐增多,PAs污染引起世界各国食品药品监管及研究机构的高度