Risiini (myrkky)

Risiini on vesiliukoinen glykoproteiini, jota on risiinikasvin papumaisissa siemenissä. Risiini on hyvin myrkyllinen kaikille eläimille, eikä sen myrkytystä voida parantaa. Ihmisille tappava suun kautta saatu annos on noin 1 milligramma risiiniä per kehonpainokilo. Risiini on ihmisille pistoksena tai hengitettynä noin tuhat kertaa myrkyllisempi kuin nieltynä, sillä suuri osa siitä tuhoutuu ruuansulatuselimistössä. Risiini on myrkyllinen, sillä se estää ribosomien toimintaa ja siten elintärkeiden proteiinien tuottoa. Ihmisten risiinimyrkytys ei ole harvinainen maissa, joissa risiinikasvi kasvaa luontaisesti.

Nieltynä risiini aiheuttaa ihmisille oireita noin 4–6 tunnissa. Oireina voi muun muassa olla vahva mahakipu, oksentelu, ripuli, sisäiset verenvuodot, alhainen verenpaine, elinvauriot tai kuolema. Myrkytyksen parantuminen voi viedä noin 6–14 päivää.

Risiiniä voidaan käyttää kemiallisena aseena. OPCW:n kemiallisten aseiden kieltosopimus listaa risiinin yhdeksi sopimuksessa kielletyistä aineista. Risiinikasvin siemenistä eristetään risiiniöljyä, joten risiiniä sisältävää kasvijätettä muodostuu risiiniöljyn tuoton sivutuotteena. 

Peter Hermann Stillmark löysi ja nimesi risiinin. Hän julkaisi tuloksensa vuonna 1888 Tarton yliopistossa kirjoittamassaan väitöskirjassa. Hän ei tunnistanut aineen myrkyllisyyttä, mutta havaitsi sen kyvyn sakkauttaa punasoluja lektiininä.

Rakenne ja myrkyllisyyden mekanismi

Risiini on glykoproteiini, jonka massa on noin 65 kDa. Se koostuu A- ja B-peptidiketjusta, jotka ovat toisissaan kiinni disulfidisidoksella. A-ketjun massa on noin 32 kDa ja B-ketjun noin 34 kDa. A-ketjussa aminohappoja on 267 ja B-ketjussa 262.

Risiini on myrkyllinen, sillä se estää proteiinisynteesiä estämällä ribosomien toimintaa. Risiinin B-ketju toimii lektiininä ja sitoutuu solujen solukalvon galaktooseihin, joita on tietyissä glykolipideissä ja glykoproteiineissa. Sitoutunut risiini päätyy endosytoosilla soluun. Osa risiineistä ei aiheuta solussa myrkytystä, vaan hajoaa lysomeissa tai poistuu eksosytoosilla. Osa taas päätyy vesikkelien sisällä Golgin laitteen kautta solulimakalvostoon, jossa risiinin A- ja B-ketjun välinen disulfidisidos katkeaa. Tällöin entsymaattinen A-ketju vapautuu solulimaan. A-ketju toimii glykosidaasina ja voi siksi inaktivoida ribosomin poistamalla sen 28S-yksiköstä adeniinin numero 4324. Yksittäinen A-ketju voi inaktivoida noin 1 500 ribosomia per minuutti. Ribosomien toiminnan loppuminen tappaa solun.

Toimintansa perusteella risiini luokitellaan tyypin 2 ribosomeja inaktivoivaksi proteiiniksi, eli RIP2:ksi. Muita samaan luokkaan kuuluvia RIP2-myrkkyjä ovat esimerkiksi abriini, shigatoksiinit, volkensiini ja viskumiinit.

Myrkyllisyys
Risiinille voi altistua tappavasti nielemällä sitä, injektioiden kautta, hengittämällä sitä jauheena tai aerosoleina. Altistus risiinille ehjän (haavattoman) ihon kautta ei tiettävästi ole vaarallista, mutta aine tulee varmuuden vuoksi silti pestä pois iholta veden ja saippuan avulla huolellisesti. Risiini on tappavan myrkyllinen kaikille eläimille, mutta sen myrkyllisyys vaihtelee suuresti lajeittain. Nieltynä ihmisille tappava annos on vähintään noin 1 milligramma risiiniä per kehonpainokilo (mg/kg). Risiini on ihmisille pistoksena tai hengitettynä noin 1 000 kertaa myrkyllisempi kuin nieltynä, sillä osa siitä tuhoutuu ruuansulatuselimistössä nieltäessä. Nieltynä risiinin LD50 rotille on 20–30 mg/kg ja hiirille 30 mg/kg. Vatsakalvon sisäisenä pistoksena annosteltuna risiinin LD50 on hiirille 22 mikrogrammaa per kehonpainokilo.

Risiiniä on risiinikasvin siementen siemenvalkuaisissa. Sitä on pienemmissä määrin muissakin kasvin osissa. Ihmisillä lievästi tai kuolettavasti oireilevia myrkytyksiä on ilmennyt syötäessä 2–30 risiinikasvin siementä. Pienimmillään 2 siemenen syönti on johtanut kuolemaan. Vaarallinen annos riippuu monista tekijöistä, kuten siementen sadonkorjuuajasta, koosta ja niitä syöneen henkilön painosta, iästä sekä mahdollisista yhtäaikaissairauksista.

Risiini hajoaa (denaturoituu) ja menettää siten myrkyllisyytensä korkeissa lämpötiloissa esimerkiksi kuumennettaessa sen vesiliuoksia 1 tunnin ajan 80 °C lämpötilassa. Risiini on vakaa laajalla pH-arvoalueella.

Myrkytyksen oireet 
Risiinimyrkytyksen oireet ilmenevät 4–6 tunnissa annoksen nielemisestä ja harvemmin vasta 10 tunnin jälkeen. Ensioireina voi ilmetä voimakasta mahakipua, oksentelua, ripulia, närästystä ja nenänielun kipuilua. Harvemmin voi ilmetä myös veren oksentamista tai meleena-tyyppistä veriripulia. Ripuli ja oksentelu voivat aiheuttaa nestehukkaa, joka taas voi johtaa elektrolyyttien epätasapainoon, alhaiseen verenpaineeseen ja jopa verenkiertovajaukseen. Myöhemmin voi ilmetä myös maksan ja munuaisten vajaatoimintaa. Myrkytys voi johtaa kuolemaan 6–14 päivässä.

Hengitettäessä risiiniä sisään hengitysteihin, myrkytysoireet ilmenevät yleensä viimeistään 8 tunnin kuluttua. Mitä hienojakoisempia hengitetyt risiinihiukkaset ovat, sitä pidemmälle hengitysteihin ne päätyvät ja sitä vakavampia oireet ovat. Oireita voivat olla muun muassa yskä, nivelkivut, kuume tai hengenahdistus, joka voi pahimmillaan johtaa tukehtumiseen.

Pistettäessä risiiniä kehoon injektioneulalla, oireet voivat ilmetä vasta 10–12 tunnin jälkeen. Pistoskohdassa voi ilmetä kudosvaurioita. Oireina voi olla verenmyrkytys ja tähän liittyvät oireet, kuten kuume, päänsärky, sekavuus, ruokahaluttomuus, matala verenpaine ja mahakipu.

Myrkytyksen hoito
Risiinimyrkytystä ei voida parantaa ja se voi johtaa kuolemaan. Jos risiiniä on nielty hiljattain, sen imeytymistä voidaan estää aktiivihiilen tai vatsahuuhtelun avulla. Oireiden ilmetessä nämä toimenpiteet eivät todennäköisesti enää ehkäise myrkytystä. Dialyysi ei poista risiiniä tehokkaasti kehosta. Myrkytyksen mahdollisesti aiheuttamaa alhaista verenpainetta voidaan estää verenpainetta kohottavin lääkkein ja tiputuksen kautta toteutuvan nesteytyksen kautta. Tipuksen kautta voidaan tarvittaessa myös annostella sopivia elektrolyyttejä. Hengitysteiden altistus risiinille voi vaatia intubaation, keuhkoputkia avaavien lääkkeiden tai lisähapen antoa. Myrkytyksestä parantuneiden tulisi olla oireettomia ainakin 12 tunnin ajan ennen heidän lääketieteellisen seurannan lopettamista.

Tunnetut risiinitapaukset
Georgi Markov salamurhattiin 7.9.1978 Lontoossa tiettävästi risiiniä sisältävällä metallijyväsellä, joka pistettiin hänen jalkaansa sateenvarjon avulla. Kaksi vuotta myöhemmin Boris Korczak, joka toimi CIA:n kaksoisagenttina Neuvostoliitossa, yritettiin murhata Fairfaxin piirikunnassa samanlaisella metallikuulalla, joka oletettavasti sisälsi risiiniä. Korczak sairastui vakavasti, muttei kuollut.

Lähteet

Aiheesta muualla

Toxin and Toxin Target Database (T3DB): Ricin
KEGG: Ricin
Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases: Ricin
Kasvimyrkyt
Proteiinit
Seulonnan keskeiset artikkelit