Orellanine
| Orellanine | ||||
|---|---|---|---|---|
| Structuurformule en molecuulmodel | ||||
 | ||||
Structuurformule van orellanine | ||||
| Algemeen | ||||
| Chemische formule | C10H8N2O6 | |||
| IUPAC-naam | 3,3',4,4'-tetrahydroxy-2,2'-bipyridine-1,1'-dioxide | |||
| Molaire massa | 252,18 g/mol | |||
| CAS-nummer | 37338-80-0 | |||
| PubChem | 89579 | |||
| Wikidata | Q420527 | |||
| Fysische eigenschappen | ||||
| Aggregatietoestand | vast | |||
| Kleur | kleurloos tot wit | |||
| Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar). | ||||
| ||||
Orellanine (ook orellanine) is een zeer giftige organische verbinding die voorkomt in bepaalde soorten gordijnzwammen (Cortinarius). Het is een mycotoxine met een sterk nefrotoxische werking, dat ernstige en soms onomkeerbare schade aan de nieren veroorzaakt. Orellanine is verantwoordelijk voor het orellanussyndroom, een vorm van paddenstoelvergiftiging die wordt gekenmerkt door een lange periode tussen de inname van de giftige paddenstoelen en het optreden van de eerste ziekteverschijnselen.
Geschiedenis
De niertoxiciteit van de giftige gordijnzwam (Cortinarius orellanus) werd in de jaren 1950 bekend na ernstige paddenstoelvergiftigingen in Polen. De Poolse arts en onderzoeker Stanisław Grzymala onderzocht deze vergiftigingen en legde het verband tussen het eten van de paddenstoel en het optreden van nierfalen. In 1962 beschreef hij de isolatie van een giftige stof uit Cortinarius orellanus, waaraan hij de naam orellanine gaf.
De chemische structuur werd in de jaren 1970 onderzocht door de Poolse chemici Wiesław Z. Antkowiak en Wiesław P. Gessner. In 1979 publiceerden zij onderzoek waarin de structuur van orellanine werd beschreven als een tetrahydroxybipyridine-N,N'-dioxide. In 1985 beschreven Dehmlow en Schulz de eerste chemische synthese van orellanine. Een jaar later publiceerden Tiecco en medewerkers een andere volledige synthese.
Chemische eigenschappen
Orellanine heeft de molecuulformule C10H8N2O6 en een molaire massa van 252,18 g/mol. De verbinding behoort tot de bipyridineverbindingen. De structuur kan worden weergegeven als twee gekoppelde pyridineringen met vier hydroxylgroepen en twee N-oxidegroepen.
Orellanine is een kleurloze, kristallijne stof die onder ultraviolet licht blauwachtig fluoresceert. De stof is slecht oplosbaar in water en veel organische oplosmiddelen. Orellanine vertoont tautomerie, waarbij verschillende structuurvormen in evenwicht met elkaar kunnen voorkomen.
Orellanine is betrekkelijk hittebestendig. Koken, drogen en invriezen van de paddenstoelen maken het toxine niet onschadelijk. Bij hogere temperaturen, vanaf ongeveer 150 °C, en onder invloed van ultraviolet licht kan orellanine worden afgebroken. Daarbij kan onder meer orelline ontstaan, een verwante verbinding met een veel geringere toxiciteit.
Andere verwante verbindingen zijn orellinine en orelline, die van orellanine verschillen in het aantal N-oxidegroepen.
Voorkomen
Orellanine komt van nature voor in verschillende soorten van het geslacht Cortinarius, behorend tot de familie Cortinariaceae. De bekendste soorten die het toxine bevatten zijn:
- Giftige gordijnzwam (Cortinarius orellanus);
- Fraaie gifgordijnzwam (Cortinarius rubellus), voorheen ook bekend als Cortinarius speciosissimus en Cortinarius orellanoides.
Beide soorten kunnen na consumptie levensbedreigende nierbeschadiging veroorzaken. Orellanine is daarnaast aangetoond in enkele andere verwante gordijnzwammen.
Toxicologie
Werkingsmechanisme
Orellanine tast voornamelijk de epitheelcellen van de nierbuisjes aan, in het bijzonder de proximale tubuli. De stof kan zich in het nierweefsel ophopen en daar langdurig aanwezig blijven.
Het precieze moleculaire werkingsmechanisme is nog niet volledig opgehelderd. Een belangrijke hypothese is dat orellanine oxidatieve stress veroorzaakt door de vorming van reactieve zuurstofverbindingen. Hierbij kunnen onder meer vrije radicalen ontstaan die celmembranen, eiwitten en andere celbestanddelen beschadigen.
Daarnaast zijn verstoringen van het cellulaire antioxidantensysteem, waaronder een afname van glutathion, en veranderingen in de energiehuishouding van de cellen beschreven. Verschillende van deze processen kunnen bijdragen aan de beschadiging van het nierweefsel.
Bij ernstig aangetaste nieren kunnen tubulusnecrose, interstitiële nefritis en uiteindelijk fibrose ontstaan. Dit kan leiden tot blijvend verlies van nierfunctie.
Vergiftigingsverschijnselen
Een kenmerkende eigenschap van orellaninevergiftiging is de lange latentietijd. De eerste verschijnselen ontstaan doorgaans pas enkele dagen tot één à twee weken na het eten van de paddenstoelen. Hierdoor wordt het verband tussen de maaltijd en de ziekteverschijnselen vaak niet onmiddellijk herkend.
De eerste symptomen kunnen bestaan uit:
- misselijkheid en braken;
- buikpijn en diarree;
- hoofdpijn en vermoeidheid;
- sterke dorst;
- pijn in de onderrug of nierstreek;
- een verhoogde of juist verminderde urineproductie.
Bij ernstige vergiftiging ontstaat acute nierschade, die kan overgaan in nierfalen. De urineproductie kan dan sterk afnemen (oligurie) of volledig stoppen (anurie).
Sommige patiënten herstellen na verloop van tijd, terwijl anderen blijvende nierschade ontwikkelen en langdurig afhankelijk worden van nierdialyse of een niertransplantatie.
Een Zweeds onderzoek naar de langetermijngevolgen van vergiftiging met Cortinarius rubellus beschreef 28 patiënten, van wie er 22 aanvankelijk dialyse nodig hadden. Vijftien patiënten ondergingen gedurende de onderzoeksperiode een niertransplantatie. Dit illustreert de ernst van de nierbeschadiging die orellanine kan veroorzaken.
Diagnose en behandeling
De diagnose wordt in eerste instantie gebaseerd op de ziekteverschijnselen, de nierfunctie en een mogelijke voorgeschiedenis van het eten van wilde paddenstoelen.
Orellanine kan met analytische technieken zoals hogeprestatievloeistofchromatografie (HPLC) en vloeistofchromatografie-massaspectrometrie (LC-MS/MS) worden aangetoond. Omdat de stof na verloop van tijd moeilijk aantoonbaar kan zijn in bloed en urine, kan onderzoek van nierweefsel in bepaalde gevallen aanvullende informatie opleveren.
Er bestaat geen specifiek antidotum tegen orellanine. De behandeling is voornamelijk ondersteunend en gericht op het beperken van complicaties van nierfalen. Bij ernstige nierbeschadiging kan dialyse noodzakelijk zijn. Wanneer de nierfunctie blijvend onvoldoende is, kan uiteindelijk een niertransplantatie nodig zijn.
Onderzoek naar medische toepassingen
Vanwege zijn sterke selectiviteit voor niercellen wordt orellanine ook onderzocht als mogelijke stof voor de behandeling van niercelcarcinoom. Experimenteel onderzoek heeft aangetoond dat orellanine onder bepaalde omstandigheden schadelijk kan zijn voor kwaadaardige niercellen.
Zie ook
Bronnen, noten en/of referenties
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Dinis-Oliveira, R.J., Soares, M., Rocha-Pereira, C. & Carvalho, F. (2016). Human and experimental toxicology of orellanine. Human & Experimental Toxicology. DOI: 10.1177/0960327115613845.
- ↑ Diaz, J.H. (2021). Nephrotoxic Mushroom Poisoning: Global Epidemiology, Clinical Manifestations, and Management. Wilderness & Environmental Medicine 32(4): 537–544. DOI: 10.1016/j.wem.2021.09.002.
- 1 2 3 4 5 6 7 Lyons, M.J., Ehrhardt, C. & Walsh, J.J. (2023). Orellanine: From Fungal Origin to a Potential Future Cancer Treatment. Journal of Natural Products 86(6): 1620–1631. DOI: 10.1021/acs.jnatprod.2c01068.
- ↑ Orellanine (CID 89579). PubChem, National Center for Biotechnology Information.
- 1 2 3 Anantharam, P. et al. (2016). Improved Tissue-Based Analytical Test Methods for Orellanine, a Biomarker of Cortinarius Mushroom Intoxication. Toxins 8(5): 158. DOI: 10.3390/toxins8050158.
- ↑ Hedman, H. et al. (2017). Long-term clinical outcome for patients poisoned by the fungal nephrotoxin orellanine. BMC Nephrology 18: 121. DOI: 10.1186/s12882-017-0533-6.