Alcaloide pirrolizidinico

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Gli alcaloidi pirrolizidinici (PA) costituiscono un gruppo di alcaloidi formalmente derivati della pirrolizidina comprendente composti molto tossici, soprattutto a livello epatico. Più di 660 PA e PA N-ossidi (PANO) sono stati identificati in oltre 6.000 piante, e circa la metà di essi presentano epatotossicità.[1] Si trovano in vegetali appartenenti alle famiglie delle Boraginaceae, Asteraceae, Orchidaceae e Leguminosae, meno frequentemente nelle Convolvulaceae e Poaceae, e in almeno una specie delle Lamiaceae. È stato stimato che il 3% delle piante da fiore del mondo contengono alcaloidi pirrolizidinici.[2] Sono prodotti come meccanismo di difesa contro insetti fitofagi e animali erbivori.

Formula di struttura della retronecina, un alcaloide pirrolizidinico presente nel senecione comune e nella consolida maggiore

Struttura

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La maggior parte degli alcaloidi pirrolizidinici sono esteri prodotti della reazione tra un amminoalcol e uno o due acidi carbossilici alifatici.

 

Principali caratteristiche strutturali di un tipico alcaloide pirrolizidinico (senecionina):

Riquadro rosso: gruppo ossidrilico esterificato in C9

Riquadro verde: gruppo ossidrilico esterificato in C7

Riquadro blu: doppio legame tra C1-C2

Riquadro arancione in alto: acido necico (acido senecico)

Riquadro arancione in basso: base necina (retronecina)

Basi necine

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Gli amminoalcol derivano formalmente dalla pirrolizidina, che costituisce lo scheletro biciclico, e prendono il nome di necine o basi necine. Costituiscono gli alcaloidi pirrolizidinici più semplici e la base per la formazione di nuovi PA complessi tramite esterificazione con gli acidi necici.

Il legame C1-C2 è generalmente un doppio legame ma non necessariamente, come nel caso della platinecina e rosmarinecina

In alcune necine può essere assente il legame tra atomo di carbonio e azoto, come nel caso della otonecina

 
Otonecina

Le necine presentano sempre un gruppo idrossimetile (-CH2-OH) in C-1 e talvolta un gruppo ossidrilico secondario in C-7 (retronecina, eliotridina) in C-2 (rosmarinecina) e in C-6 (crotanecina).

Acidi necici

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Gli acidi coinvolti nelle reazioni di esterificazione sono chiamati acidi necici. Questi sono alifatici e possono essere C5 (acido angelico, acido tiglico), C7 (acido lasiocarpico, acido (+)-trachelantico, acido (-)-viridiflorico, ecc), C8 (acido monocrotalico) oppure C10 (acido senecico, acido riddelico)

Esteri risultanti

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I composti risultanti sono mono e diesteri

o diesteri macrociclici (in questo caso i 7,9-dioli pirrolizidinici sono esterificati con un acido dicarbossilico)

Ecologia

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Alcuni lepidotteri, in particolare alcune specie di Arctiidae, utilizzano gli alcaloidi pirrolizidinici come precursori per la sintesi di feromoni[3] e per difendersi contro i predatori.[4]

Sicurezza alimentare

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Il miele può contenere alcaloidi pirrolizidinici,[5][6] così come i cereali, latte, frattaglie e uova.[7][8] Fino ad oggi non esiste un regolamento internazionale degli PA negli alimenti, a differenza degli PA presenti nelle erbe e farmaci.[9][10]

Tossicologia

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Gli alcaloidi pirrolizidinici 1,2-insaturi sono epatotossici.[11][12] PA possono causare la malattia veno-occlusiva (VOD) epatica[13][14][15] e cancro del fegato.[16]

Specie di piante contenenti alcaloidi pirrolizidinici

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Famiglia Nome comune Nome botanico Principali PA presenti
Boraginaceae Borragine Borago officinalis L.[17] licosamina, amabilina, supinidina
Consolida maggiore Symphytum officinale L..[14] licosamina, sinfitina
Eliotropo Heliotropium europaeum L.[18] eliotrina, lasiocarpina
Eliotropo indiano Heliotropium indicum L.[19][20] indicina, acetil-indicina, indicinina
Viperina piantaginea Echium plantagineum L.[21] echimidina, licosamina
Asteraceae Agerato o celestino Ageratum houstonianum Mill.[22] licosamina, esteri della retronecina
Canapa acquatica Eupatorium cannabinum L. echinatina, licosamina, intermedina, rinderina
Senecione di San Giacomo Jacobaea vulgaris Gaertn.[23][24] senecionina, esteri della retronecina
Senecione comune Senecio vulgaris L.[25][26] senecionina, senecionina N-ossido
Senecione di Riddell Senecio riddellii Torr. & A. Gray[27] riddelliina
Tossilaggine comune Tussilago farfara L.[28] senchirchina, senecionina
  1. ^ (EN) A. R. Mattocks, Toxicity of Pyrrolizidine Alkaloids, in Nature, vol. 217, n. 5130, 1968, pp. 723-728, DOI:10.1038/217723a0.
  2. ^ (EN) L. W. Smith and C. C. J. Culvenor, Plant Sources of Hepatotoxic Pyrrolizidine Alkaloids, in Journal of Natural Products, vol. 44, n. 2, 1981, pp. 129-152, DOI:10.1021/np50014a001.
  3. ^ (EN) Gadi V.P Reddy and Angel Guerrero, Interactions of insect pheromones and plant semiochemicals, in Trends in Plant Science, vol. 9, n. 5, 2004, pp. 253-261, DOI:10.1016/j.tplants.2004.03.009.
  4. ^ (EN) Michael Boppré, Lepidoptera and pyrrolizidine alkaloids Exemplification of complexity in chemical ecology, in Journal of Chemical Ecology, vol. 16, n. 1, 1990, pp. 165-185, DOI:10.1007/BF01021277.
  5. ^ (EN) M. Kempf, A. Reinhard, and T. Beuerle, Pyrrolizidine alkaloids (PAs) in honey and pollen-legal regulation of PA levels in food and animal feed required, in Molecular Nutrition & Food Research, vol. 54, n. 1, 2010, pp. 158-168, DOI:10.1002/mnfr.200900529.
  6. ^ (EN) J. A. Edgar, E. Roeder, and R. J. Molyneux, Honey from Plants Containing Pyrrolizidine Alkaloids: A Potential Threat to Health, in Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 50, n. 10, 2002, pp. 2719-2730, DOI:10.1021/jf0114482.
  7. ^ (EN) John A. Edgar, and Leslie W. Smith, Transfer of Pyrrolizidine Alkaloids into Eggs: Food Safety Implications, vol. 745, 1999, pp. 118-128, DOI:10.1021/bk-2000-0745.ch008.
  8. ^ (EN) Pyrrolizidine Alkaloids in Food Copia archiviata (PDF), su foodstandards.gov.au. URL consultato il 5 marzo 2011 (archiviato dall'url originale il 14 ottobre 2009)..
  9. ^ (EN) Coulombe, Roger A., Jr., Pyrrolizidine alkaloids in foods, in Advances in Food and Nutrition Research, vol. 45, 2003, pp. 61-99.
  10. ^ German Commission E monographs.
  11. ^ (EN) Foodborne Pathogenic Microorganisms and Natural Toxins Handbook: Pyrrolizidine Alkaloids, in Bad Bug Book, United States Food and Drug Administration.
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Bibliografia

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