3.植物毒素及对动物的防御作用

1、1第三讲第三讲 植物毒素植物毒素及对动物的防御作用及对动物的防御作用 植物毒素植物毒素 一、概念：一、概念：植物自身合成的，对取食者产生一定植物自身合成的，对取食者产生一定的伤害的有毒成分。严格上讲，指的是大分子的的伤害的有毒成分。严格上讲，指的是大分子的有毒化合物毒蛋白。广义上指的是植物体内对动有毒化合物毒蛋白。广义上指的是植物体内对动物有毒的化合物。习惯上动物包括的是人畜，从物有毒的化合物。习惯上动物包括的是人畜，从生物学上讲很多对人畜无毒，但对鸟虫鱼有毒也生物学上讲很多对人畜无毒，但对鸟虫鱼有毒也包括在里面。包括在里面。 本草纲目本草纲目李时珍李时珍 150150多种多种 中国有毒植物中

2、国有毒植物收录收录13001300多种多种植物毒素植物毒素 二、分类二、分类 按结构分：按结构分： 1 1、蛋白质、蛋白质 2 2、植物次生物质（非蛋白质氨基酸、蛋白质、植物次生物质（非蛋白质氨基酸、蛋白质、萜类、生物碱、酚类化合物）萜类、生物碱、酚类化合物） 按植物的科属分：（详见表）按植物的科属分：（详见表） 三、命名三、命名 习惯用植物名称来命名有毒的成分，也用化学习惯用植物名称来命名有毒的成分，也用化学结构式结构式第一节 几种植物毒素 一、非蛋白质氨基酸一、非蛋白质氨基酸 1 1、碱性非蛋白质氨基酸、碱性非蛋白质氨基酸 2 2、酸性非蛋白质氨基酸、酸性非蛋白质氨基酸 3 3、芳香和杂环

3、氨基酸、芳香和杂环氨基酸 4 4、含硒氨基酸、含硒氨基酸 5 5、具神经毒素氨基酸、具神经毒素氨基酸 二、生氰糖苷二、生氰糖苷 三、生物碱三、生物碱 四、四、 蛋白质毒素蛋白质毒素 五、不含氮毒素五、不含氮毒素一、非蛋白质氨基酸一、非蛋白质氨基酸 1 1、天然蛋白质氨基酸：组成蛋白质结构单位、天然蛋白质氨基酸：组成蛋白质结构单位的氨基酸，自然界存在有的氨基酸，自然界存在有2020种。种。 2 2、非蛋白质氨基酸：、非蛋白质氨基酸：400400余种，在植物体内余种，在植物体内多呈非结合状态多呈非结合状态 3 3、致毒机理：致毒机理：多是多是蛋白质氨基酸的结构类似蛋白质氨基酸的结构类似物物，被动物

4、食入后被当做相应的氨基酸被组入，被动物食入后被当做相应的氨基酸被组入到蛋白质，引起相应的结构和功能改变。到蛋白质，引起相应的结构和功能改变。 例如：谷氨酸和例如：谷氨酸和-氨基丁酸是神经递质，与氨基丁酸是神经递质，与这些结构类似的非蛋白质氨基酸能引起神经症这些结构类似的非蛋白质氨基酸能引起神经症状带来伤害。状带来伤害。一、非蛋白质氨基酸一、非蛋白质氨基酸 （一）碱性非蛋白质氨基酸（一）碱性非蛋白质氨基酸 刀豆氨酸和副刀豆氨酸：刀豆氨酸和副刀豆氨酸： 结构类似于精氨酸结构类似于精氨酸 存在刀豆。对广谱生物都有毒，抑制细菌、霉存在刀豆。对广谱生物都有毒，抑制细菌、霉菌、酵母菌的生长，对高等动植物生

5、长发育也菌、酵母菌的生长，对高等动植物生长发育也有影响。可提取做生化免疫试剂，有抗肿瘤抑有影响。可提取做生化免疫试剂，有抗肿瘤抑制癌细胞的作用。制癌细胞的作用。 高精氨酸：存在于香豌豆高精氨酸：存在于香豌豆 羟基精氨酸：存在于野豌豆羟基精氨酸：存在于野豌豆一、非蛋白质氨基酸一、非蛋白质氨基酸 （二）酸性非蛋白质氨基酸（二）酸性非蛋白质氨基酸 -氨基氨基-草酰氨基丙酸和谷氨酸结构类草酰氨基丙酸和谷氨酸结构类似，谷氨酸是昆虫似，谷氨酸是昆虫- -肌肉接点的一种神经肌肉接点的一种神经递质，在神经传导中起作用。渗入神经递质，在神经传导中起作用。渗入神经组织阻断神经冲动传递。组织阻断神经冲动传递。 存在

6、香豌豆存在香豌豆（三）芳香和杂环氨基酸（三）芳香和杂环氨基酸 铃兰氨酸铃兰氨酸 结构与脯氨酸类似结构与脯氨酸类似 存在于铃兰，何首乌等存在于铃兰，何首乌等 本身具有识别系统，本身具有识别系统， 不会组入自身的蛋白质中。不会组入自身的蛋白质中。 （三）芳香和杂环氨基酸（三）芳香和杂环氨基酸 L-L-多巴多巴 存在于蚕豆、油麻藤存在于蚕豆、油麻藤蚕豆病 已知有遗传缺陷的敏感红细胞，因已知有遗传缺陷的敏感红细胞，因G6PDG6PD的的缺陷不能提供足够的缺陷不能提供足够的NADPHNADPH以维持还原型以维持还原型谷胱甘肽谷胱甘肽(GSH)(GSH)的还原性的还原性( (抗氧化作用抗氧化作用) )，在

7、遇到蚕豆种某种因子后更诱发了红细胞在遇到蚕豆种某种因子后更诱发了红细胞膜被氧化，产生溶血反应。膜被氧化，产生溶血反应。 G-6-PDG-6-PD有保护正常红细胞免遭氧化破坏的有保护正常红细胞免遭氧化破坏的作用，新鲜蚕豆是很强的氧化剂，当作用，新鲜蚕豆是很强的氧化剂，当G-6-G-6-PDPD缺乏时则红细胞被破坏而致病。缺乏时则红细胞被破坏而致病。 蚕豆病 临床表现临床表现 ： 早期有恶寒、微热、头昏、早期有恶寒、微热、头昏、倦怠无力、食欲缺乏、腹痛，继之出现倦怠无力、食欲缺乏、腹痛，继之出现黄疸、贫血、血红蛋白尿，尿呈酱油色，黄疸、贫血、血红蛋白尿，尿呈酱油色，此后体温升高，倦怠乏力加重，可持

8、续此后体温升高，倦怠乏力加重，可持续3 3日左右。日左右。 含羞草氨酸含羞草氨酸 与磷酸吡哆醛作用，干扰酶活性。与磷酸吡哆醛作用，干扰酶活性。 （四）含硒氨基酸（四）含硒氨基酸 黄芪黄芪 （五）神经毒素（五）神经毒素 二、二、 生氰糖苷生氰糖苷 （一）概念：糖和含氮化合物（主要是氨基酸）（一）概念：糖和含氮化合物（主要是氨基酸）缩合而成。缩合而成。 （二）（二）生氰作用：生氰作用：植物在生氰糖苷酶的作用下合植物在生氰糖苷酶的作用下合成生氰化合物并贮藏在体内，需要时水解释放出成生氰化合物并贮藏在体内，需要时水解释放出HCNHCN，水解发生在组织受破坏时候。，水解发生在组织受破坏时候。 （三）存在

9、于（三）存在于豆科、蔷薇科、大戟科、亚麻科、豆科、蔷薇科、大戟科、亚麻科、禾本科、忍冬科禾本科、忍冬科，能通过与含苦味酸的滤纸作用，能通过与含苦味酸的滤纸作用二、二、 生氰糖苷生氰糖苷 1、苦杏仁苷、苦杏仁苷 存在于桃李杏梅的果仁中存在于桃李杏梅的果仁中 2 2、亚麻苦苷、亚麻苦苷 存在于亚麻整株存在于亚麻整株 3 3、高粱苦苷、高粱苦苷 存在于高粱幼苗存在于高粱幼苗二、二、 生氰糖苷生氰糖苷 （四）（四）致毒机制：致毒机制：含有生氰糖苷的植物体含有生氰糖苷的植物体内也有生氰糖苷水解酶，能水解生氰糖苷内也有生氰糖苷水解酶，能水解生氰糖苷产生氢氰酸。氢氰酸有广谱毒性。产生氢氰酸。氢氰酸有广谱毒性

10、。 （五）（五）解毒机制：解毒机制：通过食入或吸入进入哺通过食入或吸入进入哺乳动物体内。硫转移酶将体内的二价硫中乳动物体内。硫转移酶将体内的二价硫中的一个硫原子转移到氰化物上，形成的一个硫原子转移到氰化物上，形成CNSCNS- -，从尿中排出。，从尿中排出。三、生物碱三、生物碱 （一）概念：一类植物次生物质，主要存在于被（一）概念：一类植物次生物质，主要存在于被子植物中，约子植物中，约15%-20%15%-20%的被子植物含有生物碱。的被子植物含有生物碱。 （二）存在于（二）存在于夹竹桃科、茄科、豆科、罂粟科夹竹桃科、茄科、豆科、罂粟科等。等。 （三）最初以为是代谢的废物，后来发现种子和（三）

11、最初以为是代谢的废物，后来发现种子和组织贮藏了相当的一部分生物碱。组织贮藏了相当的一部分生物碱。 被认为是刺激或抑制种子发芽和生长的能力，调被认为是刺激或抑制种子发芽和生长的能力，调节总用。如秋水仙碱。节总用。如秋水仙碱。 也有对微生物的拮抗作用，如番茄碱和喹宁也有对微生物的拮抗作用，如番茄碱和喹宁三、常见的几种生物碱三、常见的几种生物碱 1 1、烟碱、烟碱 存在于烟草存在于烟草 2 2、阿托品、阿托品 存在于颠茄、曼陀罗、存在于颠茄、曼陀罗、三、常见的几种生物碱三、常见的几种生物碱 3 3、茄碱、茄碱 存在于马铃薯芽、未成熟的浆果存在于马铃薯芽、未成熟的浆果 4 4、罂粟生物碱、罂粟生物碱

12、存在于罂粟存在于罂粟 5 5、喹宁、喹宁 存在于金鸡纳树存在于金鸡纳树四、四、 蛋白质毒素蛋白质毒素 1 1、相思子毒素、相思子毒素 存在红豆存在红豆 2 2、蓖麻毒素、蓖麻毒素 存在蓖麻巴豆存在蓖麻巴豆 3 3、蛋白质抑制剂、蛋白质抑制剂 大豆蛋白酶大豆蛋白酶 4 4、植物凝集素、植物凝集素 存在于刀豆存在于刀豆五、不含氮毒素五、不含氮毒素 （一）苷类化合物（一）苷类化合物 1 1、强心苷：见血封候碱、夹竹桃苷、强心苷：见血封候碱、夹竹桃苷 2 2、皂苷：、皂苷： （二）萜类化合物：（二）萜类化合物：戊二烯为单位的聚戊二烯为单位的聚合物，有单萜、二萜、多萜等。以萜骨合物，有单萜、二萜、多萜等。以萜骨架组成的各种衍生物架组成的各种衍生物 1 1、除虫菊酯、除虫菊酯五、不含氮毒素五、不含氮毒素 （三）酚类化合物（三）酚类化合物 酚类化合物及衍生物，如黄酮、单酚酚类化合物及衍生物，如黄酮、单酚 存在于大麻、鱼藤酮存在于大麻、鱼藤酮第二节第二节 动物的中毒和解毒动物的中毒和解毒 1 1、致毒作用类型、致毒作用类型 2 2、解毒作用、解毒作用 3 3、贮毒、贮毒致毒作用类型致毒作用类型 1 1、伤害神经系统、伤害神经系统 2 2、抑制呼吸、抑制呼吸 3 3、器官损伤、器官损伤 4 4、致癌或致