Cornul secarei

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Claviceps purpurea
A. Spic de secară cu scleroţi. 1. Sclerot 2.3.4.5.6.7. 8.Sclerot germinat 9.Formaţiune măciucată roz (stroma), 10.11.12.13.14. 15. Miceliul ciupercii (organismul propriu-zis)
Clasificare ştiinţifică
Regn: Fungi Încrengătură: Ascomycota Clasă: Euascomycetes Ordin: Hypocreales Familie: Clavicipitaceae Gen: Claviceps Specie: C. purpurea
Nume binomial
Claviceps purpurea

Cornul secarei (Claviceps purpurea) este o ciupercă fitoparazită din familia Clavicipitaceae, genul Claviceps, ai cărei scleroţi parazitează diferite cereale, mai ales secara. Termenul este folosit cu mai multe sensuri, toate în legătură cu ciuperca parazită: pentru a denumi ciuperca parazită, Claviceps purpurea; pentru a denumi scleroţii^[1] acesteia, şi pentru a denumi boala parazitară respectivă a secarei. Pentru secara parazitată se foloseşte şi denumirea de secară cornută.

Scleroţii^[2] ciupercii pot ajunge în produsele de panificaţie prin folosirea făinii obţinute din măcinarea unor boabe parazitate. Datorită conţinutului ridicat de alcaloizi^[3] toxici din cornul secarei (ergotamina, ergotinina etc.), consumul prelungit de cereale contaminate provoacă o intoxicaţie cronică gravă, numită ergotism^[4] sau focul sfântului Anton. De aceea proporţia maximă admisă este de 0,1% în grâul alimentar şi 0,05% în făină.

Cuprins 1 Sinonime 2 Istoric 2.1 Antichitate 2.2 Evul Mediu 2.3 Epoca modernă 3 Ciclul ciupercii 3.1 Spice de secară cu scleroţi 3.2 Primăvara următoare. Scleroţi germinaţi 4 Varietăţi 5 Compoziţie chimică 5.1 Alcaloizi 5.2 Pigmenţi antrachinonici 5.3 Alţi compuşi 6 Răspândire şi tipuri 6.1 Distribuţia globală 6.2 Variabilitate genetică 7 Proprietăţi fizico-chimice 8 Extracţie şi identificare 9 Efecte farmacologice 9.1 Efecte asupra aparatului cardiovascular 9.2 Efecte asupra uterului 9.3 Boala Parkinson 9.4 Toxicologia 9.5 Conţinutul în alcaloizi 9.6 Metabolizare 9.7 Contraindicaţii 9.8 Farmacografie 10 Note 11 Bibliografie

[modifică] Sinonime

Pintenul secarei este un sinonim existent în limba română pentru cornul secarei, folosit cu aceleaşi sensuri ca acesta.

Ergot^[5] (fr. ergot^[6] şi en. ergot^[7]) este un neologism de uz recent în limba română, ca sinonim pentru cornul secarei^[8]. Acest neologism este folosit cu aceleaşi sensuri ca termenii deja existenţi (cornul secarei şi pintenul secarei). Nu este cuprins în ultimul Dicţionar explicativ al limbii române (DEX '98).

[modifică] Istoric

[modifică] Antichitate

Încă din antichitate erau cunoscute efectele scleroţilor de secară, mai ales asupra uterului gravid. Prima atestare istorică a ergotului apare în scrierile chinezeşti din anul 1100 î.Hr. Marii istorici, Tucidide, Plinius, Dioscoride, cunoşteau^[9] efectele făinii de secară infectată cu scleroţi asupra femeilor gravide. Hipocrate este primul care observă efectul abortiv al făinii de secară, crescută în condiţii de iarnă umedă şi primăvară uscată (condiţii care se pare că favorizează creşterea scleroţilor). Chiar şi Cezar, în al său "Război civil", semnalează o epidemie apărută în timpul asediului Marsiliei, datorată consumării de făină infestată, dar nu descrie şi simptomele.

[modifică] Evul Mediu

Încă din secolele XI şi XII, sunt consemnate epidemii, mai ales în Franţa, denumite "focul sfânt" (holy fire, feu sacre), sau "boala celor care ard" (mal des ardents), pentru ca în secolul XIII să fie asociat cu "focul Sf. Anton".

Vindecări se obţineau prin pelerinaje la Altarul Sfântului Anton care se găsea într-o regiune a Franţei care nu era contaminată cu ciuperca Claviceps purpurea. Cei care participau la pelerinaj nu mai consumau o perioadă de timp cereale infestate şi apăreau vindecări miraculoase ^[10] .

Prima atestare documentară este a unei epidemii ce decimează Parisul în jurul anului 945; se pare că supravieţuitorii refugiaţi în biserica Sf. Maria, sunt hrăniţi de către întemeietorul dinastiei Capet (a capeţienilor) ducele Hugo cel Mare (Hugo the Great).

Produsului i-au fost recunoscute proprietăţile ocitocice datorită lui Adam Lonicer^[11] (1528-1586), care a observat că femeile gravide consumau la naştere scleroţi pentru a avea o naştere uşoară.

Primul raport complet asupra ergotului şi a efectelor acestuia se datorează medicului curant al lui Ludovic al XIV-lea, Denis Dodart, raport către Societatea Regală Franceză de Ştiinţe (1676). Multă vreme s-a crezut fie că scleroţii reprezentau o secară mult mai bună decât cea obişnuită, fie că această creştere este corelată cu cantitatea de ploaie căzută, care poate induce o fermentaţie.

Meritul identificării corecte a sclerotului ca fiind o ciupercă aparţine lui Augustin Pyrame de Candolle (1778-1841).

[modifică] Epoca modernă

În 1853 micologul francez Louis René Tulasne este primul care identifică ciuperca Claviceps purpurea, ca fiind cauza unor otrăviri. În 1938 chimistul elveţian Albert Hofmann, în cursul cercetărilor sale efectuaate în cadrul laboratoarelor Sandoz, sintetizează pentru prima oară LSD din ergot.

Deşi la sfârşitul secolului XIX cazurile de otrăviri masive din cauza ergoţilor ajunseseră de domeniul trecutului, şi în secolul XX s-au înregistrat câteva epidemii grave. Astfel, în 1926 şi 1927 s-au înregistrat cazuri de otrăvire în masă în Uniunea Sovietică, cifrele oficiale indicând 11.000 morţi, din cauza pâinii conţinând ergoţi. În 1951, în comuna Pont-Saint-Esprit din Franţa s-au înregistrat 7 de decese şi 250 de îmbolnăviri din acelaşi motiv.

Tendinţa recentă de a consuma alimente naturale crude a avut şi ea urmări nedorite. Astfel în anii 1980 în Germania au fost înregistrate cazuri de otrăvire cu ergot din Müsli, un produs utilizat pentru micul dejun, care conţine secară nefiartă.

[modifică] Ciclul ciupercii

Organismul propriuzis al ciupercii Claviceps purpurea este miceliul (indicat în imaginea din cutia taxonomică la nr. 15). Toate celelalte imagini reprezintă fie organe de înmulţire, fie forme de rezistenţă produse de acest miceliu. De altfel la toate ciupercile organismul propriu zis este reprezentat de miceliu.

[modifică] Spice de secară cu scleroţi

Ciclul de dezvoltare al speciei de ciupercă parazită Claviceps purpurea^[12], începe în spicele de secară. Aici în locul unor boabe se formează formaţiuni tari care sunt scleroţii acestei ciuperci parazite. Aceşti scleroţi sunt organe de rezistenţă ai ciupercii. De pe spicul de secară ei cad pe pământ. Fiind organe de rezistenţă, deci adaptaţi la condiţii vitrege, aceştia rezistă până primăvara.

[modifică] Primăvara următoare. Scleroţi germinaţi

Primăvara, scleroţii vor germina. Sclerotul germinat formează numeroase prelungiri cu o lungime de 2-4 cm. Prelungirile formează la capete formaţiuni măciucate, de culoare roz (nr. 9 pe desen). Aceste formaţiuni măciucate sunt constituite dintr-o stromă. În interiorul acestor strome are loc procesul sexual, astfel în urma acestui proces care are loc între ascogon şi anteridie se formează hife ascogene. Din hifele ascogene iau naştere ascele. La periferia ascelor se formează formaţiuni denumite peritecii. Periteciile sunt aşezate una lângă alta. Fiecare peritecie se deschide printr-un osteol puţin proeminent. Forma periteciilor este ovoidă. Ele conţin asce de formă alungită. Fiecare ască conţine câte 8 ascospori. Ascosporii au formă filamentoasă. Ei sunt multicelulari şi hialini. Aceşti ascospori, datorită greutăţii foarte mici în raport cu volumul, sunt purtaţi cu uşurinţă de curenţii de aer. Unii dintre ei ajung pe stigmatele florilor de secară. Pe stigmatul florilor ei germinează, formând un filament care poartă numele de "filament de infecţiune". Acest filament pătrunde până în ovar. În interiorul ovarului, din miceliu se diferenţiază conidiofori scurţi. Pe aceşti conidiofori scurţi se formează conidii ovale. Aceste formaţiuni sunt ovoide, unicelulare şi hialine. Această formă poartă denumirea de Sphacelia segetum. Conidiile descrise mai sus sunt învelite într-un suc zaharat, foarte căutat de insecte. Insectele în căutarea sucurilor dulci iau pe corpul lor aceste conidii, ajutând la propagarea ciupercii. Conidiile pot germina. Prin germinare produc filamente de infecţiune. Aceste filamente au proprietatea de a infecta celelalte spice, ca şi ascosporii. La sfârşitul perioadei de vegetaţie miceliul ciupercii umple tot spaţiul ovarului astfel încât în locul boabelor se formează scleroţii ciupercii. Apoi, în primăvara viitoare, ciclul se reia^[13].

[modifică] Varietăţi

Claviceps purpurea var. agropyri

Claviceps purpurea var. purpurea

Claviceps purpurea var. spartinae

Claviceps purpurea var.wilsonii

[modifică] Compoziţie chimică

În general ergoţii conţin:

[modifică] Alcaloizi

Alcaloizii din ergot (0,3-1,2%) au la bază diferite nuclee:

Acidul lisergic se găseşte sub forma a 2 izomeri optici: acid l-lisergic (activ farmacologic) şi acid d-izolisergic (inactiv farmacologic)

Ergolina, cunoscută şi sub denumirea de LSA (monoamida acidului lisergic)

Ergometrina (ergonovina, ergobasina), principalul alcaloid din ergot, are proprietăţi ocitocice

• • Nucleul ergolinic (lisergic)
    • Alcaloizii clavinici: agroclavina, festuclavina, elimoclavina
    • Alcaloizii lisergici, derivaţi ai acidului lisergic
      • Amide simple ale acidului lisergic: ergometrina, ergina

• • • • Alcaloizi peptidici: prin oxidarea lor se pune în libertate: acid lisergic sau izolisergic, cetoacid R₁ şi un aminoacid R₂. Aceştia se clasifică în:

Grupa/Alcaloidul	R1	Aminoacid comun	R2	Aminoacid specific
Ergotaminei
ergotamina	CH 3	αhidroxialanina	CH2C6H5	fenilalanină
α ergosina	CH 3	αhidroxialanina	CH2CH(CH 3)2	leucină
ergovalina	CH 3	αhidroxialanina	CH(CH3)2	valină
Ergoxinei
ergostina	CH 2CH 3	α-hidroxivalina	CH2C6H5	fenilalanină
α-ergoptina	CH 2CH 3	α-hidroxivalina	CH2CH(CH 3)2	leucină
ergonina	CH 2CH 3	α-hidroxivalina	CH(CH3)2	valină
ergobutina	CH 2CH 3	α-hidroxivalina	CH2CH3	acid α-amino butiric
Ergotoxinei
ergocristina	CH(CH3)2	metil α-hidroxialanina	CH2C6H5	fenilalanină
α-ergocriptina	CH(CH3)2	metil α-hidroxialanina	CH2CH(CH 3)2	leucină
β-ergocriptina	CH(CH3)2	metil α-hidroxialanina	CH(CH3</sub)CH2CH3	izoleucină
ergocornina	CH(CH3)2	metil α-hidroxialanina	CH(CH3)2	valină
ergobutirina	CH(CH3)2	metil α-hidroxialanina	CH2CH3	acid α-aminobutiric

[modifică] Pigmenţi antrachinonici

• Pigmenţi de culoare portocaliu-roşietică: endocrinina, clavorubina.
• Pigmenţi de culoare galben pal: ergocromul şi ergocrisina.

Aceşti pigmenţi sunt responsabili de culoare brun-violet-roşiatică a ergotului.^[14].

[modifică] Alţi compuşi

• Lipide
• Steroli
• Amine
  • monoamine (metilamină, etilamină, tiramină)
  • diamine (putresceină, cadaverină)
• Aminoacizi (fenilalanină, histidină)
• Glucide
• Săruri minerale

[modifică] Răspândire şi tipuri

[modifică] Distribuţia globală

S-a observat^[15]influenţa factorilor de mediu asupra răspândirii ciupercii şi a conţinutului în alcaloizi:

• în Europa predomină alcaloizii ergotaminici;
• în Ucraina^[16] predomină alcaloizi ergotoxinici

[modifică] Variabilitate genetică

Studiile efectuate au demonstrat existenţa a 3 tipuri de chemovarietăţi:

• G1 - prezente pe câmpuri şi pajişti (57 tipuri), conidiile de circa 5-8μm, conţine alcaloizi de tipul ergotaminei şi ergotoxinei;
• G2 - în locuri umbroase şi umede (41 tipuri),conidii de 7-10 μm, alcaloizi de tipul ergosinei şi ergocristinei cu cantităţi mici de ergocriptină (5-15%);
• G3 - specia Spartina anglica (mlaştini sărate), conidii de 10-12 μm alcaloizi de tipul ergocristinei, ergocriptină.^[17][18]

[modifică] Proprietăţi fizico-chimice

• Solubilitate: alcaloizii de tipul ergometrinei sunt substanţe solubile în apă spre deosebire de alcaloizii peptidici, solubili doar în solvenţi apolari (eter).
• Stabilitate: cele mai stabile combinaţii sunt cele care includ acidul metansulfonic (mesilaţi).
• Izomerie: o proprietate interesantă şi care poate fi utilizată în anumite scopuri (extracţie, dozare), este transformarea izomerilor dextro - în izomeri levo, sub acţiunea acizilor foarte slabi (acid acetic). Sub acţiunea alcalilor are loc de asemenea transformarea inversă levo - în dextro.

[modifică] Extracţie şi identificare

Extracţia[3][4]are loc fie cu apă (ergometrina) fie cu soluţii de solvent apolar (eter), în cazul alcaloizilor peptidici. Identificarea se poate face prin HPLC[5], sau prin intermediul cromatografiei în strat subţire (CSS), evidenţierea spoturilor fiind făcută cu PABA(p-dimetilaminobenzaldehidă)/H ₂SO₄( culoare albastră rezultată fiind direct proporţională cu procentul de alcaloid-dozare spectrofotometrică).

Tabel cu reactivii de culoare folosiţi pentru identificarea alcaloizilor din ergot:

Tipul de reactiv	Alcaloizi din Claviceps
R Fröhde	albastru violet-verde
H2SO4	galben-verde intens
R.Mandelin	violet-verde
R.Wasicky	violet
R.Lafon	galben-verde

[modifică] Efecte farmacologice

Alcaloizii din cornul secarei au o activitate fie agonistă fie antagonistă la nivelul diferiţilor receptori: adrenergici, serotoninergici şi dopaminergici. Aceste efecte depind de:

• natura alcaloidului
• doza acestuia
• organele (ţesuturile) asupra cărora acţionează.

Din cauza acestei „nespecificităţi”, alcaloizii prezintă o mare varietate de acţiuni farmacologice. În general, pot acţiona selectiv (amidele acidului lisergic prezintă selectvitate pentru receptorii 5-HT), sau neselectiv, în cazul alcaloizilor peptidici, care acţionează atât asupra receptorilor adrenergici, cât şi asupra receptorilor dopaminergici. Modificarea structurii chimice poate determina şi schimbări la nivelul acţiunii farmacologice:

• hidrogenarea are drept efect micşorarea acţiunii agoniste comparativ cu alcaloizii de bază.
• metilarea în poziţia 1 determină o scădere a afinităţii pentru catecolamine.

În general, alcaloizii naturali cresc activitatea uterului gravid. La administrarea de doze mici, are loc creşterea frecvenţei şi forţei contracţie, urmate de o relaxare. Pe măsura creşterii dozei, contracţiile devin tot mai puternice, mai dese şi de durată mai lungă, efectul fiind susţinerea contracţiilor. Datorită acestor efecte, alcaloizii pot fi utilizaţi postpartum pentru oprirea sângerărilor şi pentru menţinerea contracţiilor.

[modifică] Efecte asupra aparatului cardiovascular

Dintre alcaloizii ergotului, ergotamina are efect arteroconstrictor şi venoconstrictor. Derivaţii hidrogenaţi ai ergotoxinei determină hipotensiune arterială. Creşterea rapidă a concentraţiei plasmatice după administrarea injectabilă a ergotaminei şi a dihidroergotaminei, duce la o creştere la fel de rapidă a presiunii sanguine, presiune care revine la normal după câteva ore; acest efect se datorează acţiunii asupra receptorilor α₂ adrenergici.

[modifică] Efecte asupra uterului

Dintre toţi alcaloizii naturali care au efect asupra uterului, ergometrina este mult mai activă şi mai puţin toxică comparativ cu ergotamina. Ergometrina şi derivatul său metilat - metilergometrina - sunt utilizaţi cel mai des în obstetrică. Ele sunt rapid absorbite chiar şi prin administrare orală, vârful plasmatic maxim înregistrându-se între 60-90 minute, timpul de înjumătăţire fiind de circa 2 ore (ergometrina). Efectul asupra uterului gravid se observă după 10 minute, în cazul administrării orale.

[modifică] Boala Parkinson

Datorită similarităţii nucleului ergolinic cu o serie de neurotransmiţători (adrenalina, dopamina, serotonina), anumiţi derivaţi semisintetici şi sintetici ai alcaloizilor din ergot sunt folosiţi pentru tratarea anumitor simptome ale bolii Parkinson.^[19][20]

Bromocriptina, pe lângă efectele agoniste pe domeniul dopaminergic are şi efect inhibitor asupra secreţiei de prolactină

Pergolid este folosit de obicei pentru combaterea mişcărilor involuntare care pot apare la reducerea dozei de levodopa

Efectul anti-parkinsonian a lisurid-ului este similar cu cel a bromocriptinei sau pergolidului

Bromocriptina, un antagonist puternic al receptorilor D₂, a fost primul derivat cu nucleu ergolinic studiat pentru tratarea acestei maladii; se utilizează de obicei ca terapie adjuvantă la bolnavii trataţi cu levodopa (pentru micşorarea dozei de levodopa). Lisuridul este un agonist D₂, folosit de asemenea la bolnavii trataţi cu levodopa.

[modifică] Toxicologia

Intoxicaţiile cu ergot erau destul de des întâlnită în trecut, dar odată cu progresul cunoştinţelor despre compoziţia ergotului, acestea au dispărut aproape complet. În Evul Mediu intoxicaţia era cunoscută sub denumirea de focul Sfântului Anton, în prezent intoxicaţia este denumită ergotism. Acesta se datorează efectelor vasoconstrictoare şi halucinogene ale substanţelor farmacologic active din ergot, având 2 forme de manifestare:

• Forma gangrenoasă: arsuri la nivelul extremităţilor, cianoza membrelor şi desprinderea cărnii de pe oase, fără sângerare.
• Forma convulsivantă: debut cu senzaţie de sete foarte accentuată, halucinaţii (intoxicaţii au comportament de păsări), contracţii musculare dureroase.

[modifică] Conţinutul în alcaloizi

Este în general de 0,2% din greutatea uscată, dar poate atinge şi 1% din greutatea uscată a ergoţilor. În aceste condiţii, consumarea a 5 – 10 g de ergoţi poate avea efecte letale. De aceea, există reglementări care definesc gradul de pericol al substanţelor care conţin ergoţi. Aceste norme se exprimă în general în (%) pentru cereale şi în μg alcaloizi totali pe kilogram pentru alimente. În general, toxicologii consideră că doza zilnică maximă care nu duce la efecte toxice pentru oameni este de 0,1 mg/kg corp. Uneori acest prag este definit ca nivel fără efect toxic. Pentru cerealele se acceptă în general un conţinut de 0,1 în cazul utilizării lor pentru furaje. Pentru cerealele utilizate pentru panificaţie, normele Uniunii Europene indică o valoare maximă de 0,05% Aceste valori ar corespunde unor praguri ale conţinutului total de alcaloizi de 2.000 μg/kg respectiv 1.000 μg/kg, deşi aceste valori nu sunt încă precizate în reglementările în vigoare^{[21] [22]}.

[modifică] Metabolizare

Metabolizarea diferiţilor alcaloizi are loc la nivel hepatic^[23][24],iar scăderea biodisponibilităţii la administrarea orală este dată de efectul primului pasaj hepatic.

Studiile efectuate pe diferite animale (animale mari, cobai)[6] [7] , au scos în evidenţă implicarea citocromului P450 în metabolizarea alcaloizilor din ergot.

[modifică] Contraindicaţii

Nu se folosesc pentru declanşarea contracţiilor, nu se administrează în HTA, insuficienţă coronariană, nu se administrează concomitent cu antibiotice macrolidice (eritromicina) (apare pericolul potenţării efectelor datorate receptorilor α₂ adrenergici).

[modifică] Farmacografie

Alcaloizi puri Ergometrină

• Ergomet, Maleat de Ergometrină[8]
• Cofedol[9]

Derivaţi de semisinteză, sau sinteză

• Dihidroergotoxina (mesilaţii ergocristinei, α-ergocriptinei, β-ergocriptinei, ergocornină)
  • Secatoxin[10]
  • Redergin[11]
• Dihidroergocristina
  • Brinerdin [12]
  • Neocrystepin [13]
• Bromocriptină
  • Brocriptin[14]
• Nicergolină
  • Nicerium cpr de 10mg,[15]15 mg[16], 30 mg[17]
  • Sermion 10 mg retras [18], 30 mg [19], injectabil [20]

[modifică] Note

[modifică] Bibliografie

• Dex online: DEX '98 - CORN¹= 9)(Subst.) compus: cornul-secarei sau corn de secară
• Ordinul Ministerului Sănătăţii nr. 43/7 februarie 1980: Lista substanţelor toxice şi a plantelor care conţin substanţe toxice
• Ranajit Bandyopadhyay, Debra E. Frederickson, Neal W. McLaren, Malcolm J. Ryley: Ergot: A New Disease Threat to Sorghum in the Americas and Australia, Plant Disease, Vol. 82 No. 4, Publication no. D-1998-0218-01F
• Sylvie Pazoutova: Intraspecific variability of C. purpurea
• The Plant Pathology Laboratory (website): Ergot: A History Changing Plant Disease - Ergotism, Holly Fire, St. Anthony's Fire
• Cornell University, Department of Animal Science: Ergot of Rye (pagină web creată de Julie Frey)
• George Barger: Ergot and Ergotism: A Monograph, London: Gurney and Jackson, 1931 (pe www.csp.org)
• Albert Hofmann: Teonanácatl and Ololiuqui, two ancient magic drugs of Mexico, Bulletin on Narcotics, Issue 1, 1971; 3-14
• M. Flieger, R. Linhartová, P. Sedmera, J. Zima, P. Sajdl: New Alkaloids of Claviceps paspali, Journal of Natural Products, Vol. 52, Nr. 5, Pp. 1003-1007, Sept.-Oct. 1989
• A. Mizrahi şi G. Miller: Role of Glycols and Tweens in the Production of Ergot Alkaloids by Claviceps paspali, Journal of Bacteriology, Vol. 97, No. 3, Pp. 1155-1159, Martie 1969
• http://perso.orange.fr/bruno.ciccone/claviceps.html
• http://designer-drugs.com/pte/12.162.180.114/dcd/chemistry/paspalic.lysergic.html
• http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/joceah/1980/45/i06/f-pdf/f_jo01294a039.pdf?sessid=6006l3
• http://www.people.vcu.edu/~asneden/The%20Ergot%20Alkaloids.pdf
• http://www.world-of-fungi.org/Mostly_Medical/Ziad_Madlom/Ergot_alkaloids.htm
• http://www2.biomed.cas.cz/~pazouto/claviceps.htm
• http://www.biodiversity.ac.psiweb.com/royal/0017684_.htm
• http://www.ars.usda.gov/research/publications/publications.htm?seq_no_115=183557