© Borgis - Postępy Fitoterapii 4/2016, s. 282-292
Agnieszka Nowak, *Aleksandra Zielińska
Aktywność przeciwnowotworowa amigdaliny
Anticancer activity of amygdalin
Zakład Biologii Komórki, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
Kierownik Zakładu: dr hab. n. med. Małgorzata Latocha
Streszczenie
Amigdalina to związek występujący w nasionach wielu roślin jadalnych. Jej naturalną funkcją, podobnie jak i innych związków cyjanogennych, jest ochrona roślin przed owadami oraz większymi roślinożercami. Spożycie nadmiernych ilości amigdaliny może, potencjalnie, prowadzić do śmiertelnego zatrucia. Jednak substancja ta od dawna wykorzystywana jest w leczeniu niekonwencjonalnym różnych schorzeń. Około połowy XX wieku rozpoczęto intensywne badania nad wpływem amigdaliny na ograniczenie rozwoju chorób nowotworowych u ludzi i zwierząt. Przez długi czas amigdalina pozostawała związkiem bardzo kontrowersyjnym, o niejednoznacznie pozytywnym działaniu. Niestety badania przeprowadzone w ubiegłym wieku najprawdopodobniej obarczone są wieloma błędami zastosowanej metodyki, która między innymi nie brała pod uwagę zachodzenia procesu epimeryzacji amigdaliny. Dostrzec można również inne błędy, które skłaniają do ponownej oceny przydatności amigdaliny w lecznictwie. Przeprowadzone w ostatnich latach badania w układach in vitro potwierdzają aktywność przeciwnowotworową amigdaliny, w tym jej zdolność do ograniczenia proliferacji i wywołania apoptozy. Przy czym, wskazuje się na nieco odmienną reakcję poszczególnych badanych typów komórek na działanie amigdaliny. Zjawisko to może sugerować prawdopodobne, wybiórcze działanie amigdaliny w odniesieniu do różnych typów komórek nowotworowych.
Summary
Amygdalin is a chemical compound abundant in seeds of many edible plants. It’s natural function, as other cyanogenic compounds, is to protect the plant from being eaten by insects and bigger herbivores. Consumption of excessive amounts of amygdalin can, potentially, lead to lethal poisoning. Nevertheless this substance was and still is used in unconventional therapy of many medical conditions. Around half of 20th century intensive research into amygdalin’s influence on limiting animal and human neoplasm development were led off. For a long time amygdalin remained a controversial chemical compound of ambiguously positive properties. Unfortunately, research performed in last century are most likely marked by invalid methodology which does not consider epimerization of amygdalin. One can see other mistakes that encourage to evaluate again amygdalin’s therapeutic utility. Numerous current in vitro researches validate amygdalin’s antineoplastic properties, including ability to inhibit proliferation and cause apoptosis. Distinctive responses of different examined cell types to amygdalin are pointed out. This phenomenon suggests that amygdalin’s action is selective toward various neoplastic cell types.
Wstęp
Amigdalina – organiczny związek z grupy glikozydów – po raz pierwszy została wyizolowana w 1830 roku przez Robiqueta i Boutrona-Charlarda. Jej obecność zidentyfikowano w nasionach wielu owoców (tab. 1) (1, 2). Właściwości amigdaliny przedstawiono w tabeli 2.
Tab. 1. Zawartość amigdaliny w wybranych owocach (1, 2)
| Owoc | Ilość amigdaliny |
| Wiśnia | 1,7 mg/1 g pestek |
| Grusza | nieznana |
| Pigwa | nieznana |
| Morela | 3,6-5,2% |
| Brzoskwinia | 2,7-3,1% |
| Jabłko (sok jabłkowy) | ilość rzędu ppm |
| Śliwa | nieznana |
| Gorzkie migdały | 3-5% |
| Koniczyna | nieznana |
| Fasola | nieznana |
| Sorgo | nieznana |
Tab. 2. Właściwości amigdaliny (3)
| Cecha | Opis |
| Wzór sumaryczny | C20H27NO11 |
| Masa molowa | 457,42 g/mol |
| Postać | proszek |
| Barwa | biała |
| Zapach | brak |
| Smak | silnie gorzki |
Substancja ta jest kojarzona przede wszystkim z rodziną Różowatych (Rosaceae Juss.), jednak można wyizolować ją także z tkanek roślin z rodziny Męczennicowatych (Passifloraceae Juss. ex Kunth in Humb.). Jej naturalną funkcją, podobnie jak i innych związków cyjanogennych, jest ochrona roślin przed owadami oraz większymi roślinożercami, albowiem, produktem jej rozpadu jest cyjanowodór; z 1 g amigdaliny może uwolnić się 59 mg HCN (1). Niezhydrolizowana amigdalina nie wykazuje szkodliwego działania. Natomiast, znaczną toksycznością charakteryzują się produkty jej rozpadu (4).
Amigdalina i letril
Częstym błędem, spotykanym w piśmiennictwie oraz w nazewnictwie preparatów amigdaliny, jest zamienne używanie nazw „amygdalina” i „letril”. Tymczasem nazwy te odnoszą się do dwóch, różniących się budową cząsteczki, związków chemicznych (tab. 3).
Tab. 3. Porównanie amigdaliny i letrilu (4)
| Nazwa | Definicja oraz wzór chemiczny |
| Amigdalina | Substancja pochodzenia naturalnego o następującej strukturze:
(2R)-2-fenylo-2-[(2R,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-trihydroksy-6-[((2R,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-trihydroksy-6-(hydroksymetylo)oksan-2-ylo)-oksymetylo]oksan-2-ylo]oksyacetonitryl |
| Letril | Półsyntetyczna pochodna amigdaliny o następującej strukturze:
Synteza letrilu wiązała się bezpośrednio z nadzieją na zastosowanie go w terapii przeciwnowotworowej |
| Letril (Laetrile) | Opatentowany preparat składający się częściowo z amigdaliny i letrilu. Według zapewnień producentów powinien zawierać tylko pochodną, czyli letril. Niestety, analizy dostępnych w sprzedaży preparatów nazywanych Laetrile wykazały, że zawierają one głównie amigdalinę zamiast mniej niebezpiecznego letrilu |
Letril (akronim słów „laevorotatory” i „mandelonitrile”) jest pochodną amigdaliny, która została zsyntetyzowana przez Krebsa w czasie badań nad poszukiwaniem mniej toksycznej postaci amigdaliny. W budowie amigdaliny występuje połączenie dwóch cząsteczek glukozy i mandelonitratu, natomiast w budowie letrilu występuje tylko jedna cząsteczka glukozy (tab. 3) (4).
Często w piśmiennictwie, w stosunku do mieszaniny obydwu związków chemicznych (amigdalina i letril), jak i samej amigdaliny stosowane jest błędne określenie – witamina B17 (4-6). Natomiast w Meksyku, gdzie znajduje się wiele klinik propagujących leczenie za pomocą amigdaliny, dla mieszaniny amigdaliny i letrilu stosuje się nazwę zwyczajową letril (5, 7).
Epimeryzacja amigdaliny
Epimeryzacja amigdaliny zachodzi wokół atomu węgla związanego z resztą fenolu oraz z resztą nitrylową (ryc. 1). Naturalnie występującym epimerem amigdaliny jest R-amigdalina. W wodnych roztworach amigdalina podlega konwersji w biologicznie nieaktywną formę: S-amigdalinę (tzw. neo-amigdalinę). Dynamika tej reakcji zależy w dużym stopniu od czystości i składu chemicznego opakowania, w którym przechowywany jest roztwór amigdaliny. Czynnikami wpływającymi na tę reakcję są również rodzaj rozpuszczalnika, temperatura oraz pH. Opóźnienie epimeryzacji można uzyskać dzięki zastosowaniu opakowań wykonanych z polietylenu. Dlatego też są one zalecane do przechowywania roztworów wodnych amigdaliny (1).
Ryc. 1. Epimeryzacja amigdaliny (1)
Nie obserwuje się epimeryzacji amigdaliny w czasie godzinnego gotowania roztworu przy kwaśnym pH, gotowania w naczyniu platynowym, ogrzewania w DMSO czy ogrzewania w etanolu. Po godzinie ogrzewania wodnego roztworu amigdaliny w szklanych, nieoczyszczanych naczyniach różnych producentów pozostaje w nim tylko około 35-40% R-amigdaliny (1, 8).
Mieszaninę obydwu epimerów określa się jako izoamigdalinę (5). W skład preparatów amigdaliny, komercyjnie dostępnych w sprzedaży, prawdopodobnie wchodzi izoamigdalina z przewagą S-amigdaliny, przy czym w preparatach tych obecne są również inne produkty rozpadu amigdaliny w ilości nawet do 5% (1).
Przez długi czas, zwłaszcza we wcześniejszych badaniach, epimeryzacja amigdaliny w ogóle nie była rozpatrywana (1). Obecnie zwraca się uwagę na konieczność oczyszczania właściwego epimeru, a niepowodzenia i sprzeczność wyników we wcześniejszych badaniach przypisuje się obecności neo-amigdaliny w użytych do badań preparatach (8).
Przeciwnowotworowe właściwości amigdaliny
Mechanizm działania amigdaliny
Amigdalinę w charakterze leku przeciwnowotworowego zastosowano po raz pierwszy w 1845 roku (7). Od tamtego czasu opracowano wiele prawdopodobnych teorii wyjaśniających mechanizm przeciwnowotworowego działania tego związku chemicznego.
Początkowo, toksyczność amigdaliny względem komórek nowotworowych wiązano przede wszystkim z aktywnością enzymu hydrolitycznego β-glukozydazy, rozszczepiającej wiązanie pomiędzy dwoma cząsteczkami glukozy. W wyniku jej działania powstają: glukoza, aldehyd benzoesowy oraz cyjanowodór (3).
Zmiany, jakie zachodzą w komórkach podlegających transformacji nowotworowej, związane z zaburzeniem ekspresji genów i pojawianiem się aberracji chromosomowych, mogą prowadzić do podwyższenia poziomu β-glukozydazy, a także niedoboru rodanazy, enzymu odpowiedzialnego za przekształcanie uwolnionych cyjanków do mniej szkodliwych tiocyjanków. W rezultacie, w komórkach nowotworowych następuje kumulacja szkodliwych dla nich cyjanków (ryc. 2). Jednak, najprawdopodobniej poziom rodanazy w komórkach nowotworowych oraz w komórkach prawidłowych jest porównywalny. Natomiast β-glukozydaza identyfikowana jest w tkankach zwierzęcych i ludzkich w śladowych ilościach i skupia się ona głównie w rąbku szczoteczkowym jelita cienkiego (4).
Ryc. 2. Mechanizm działania amigdaliny i letrilu na komórki nowotworowe (4)
Według teorii opracowanej przez Krebsa, w komórkach nowotworowych występuje podwyższony poziom enzymu β-glukuronidazy, który jest w stanie uwalniać cyjanki z letrilu – pochodnej amigdaliny. Jednak poziom tego enzymu w komórkach nowotworowych oraz prawidłowych również jest porównywalny. Ponadto, istotny jest tutaj fakt, iż preparaty letrilu zawierają duże ilości amigdaliny, która nie może być rozkładana przez β-glukuronidazę ze względu na budowę chemiczną cząsteczki (4).
Według innej teorii, amigdalinę można rozpatrywać jako witaminę (witamina B17), której niedobór mógłby przyczyniać się do zapoczątkowania procesu nowotworowego. Nie wykazano jednak, aby niedobór amigdaliny w diecie mógł leżeć u podstaw rozwoju awitaminozy. Zatem ostatecznie uznano, że amigdalina nie może być definiowana jako witamina (4).
Postulowano również, iż mechanizm działania amigdaliny związany z uwalnianiem cyjanków, cytotoksycznych względem komórek nowotworowych, może wyzwalać reakcje mobilizujące odpowiedź immunologiczną organizmu, skierowaną przeciwko patologicznym komórkom (7, 9). Ponadto, próbowano tłumaczyć śmierć komórek nowotworowych jako następstwo zakwaszenia cytoplazmy na skutek destabilizacji lizosomów (5).
Przypuszcza się, że nie tylko produkty rozpadu amigdaliny, ale i sam niezhydrolizowany wyjściowy związek może mieć aktywność biologiczną. Prawdopodobnie amigdalina przyczynia się do uniemożliwienia wbudowania do DNA komórek prawidłowych i nieprawidłowych (3H) tymidyny (2).
Enzymy uczestniczące w metabolizmie amigdaliny
W rozkładzie amigdaliny udział bierze β-glukozydaza, nazywana również emulsyną (3.2.1.21) oraz β-glukozydaza amigdaliny (3.2.1.117), enzym o działaniu zawężonym do amigdaliny i prunazyny. Obydwa enzymy mają wiele nazw synonimowych (często zależnych od organizmu, w którym występują), przy czym niekiedy są jednakowe dla obydwu tych białek (np. amigdalaza) (tab. 4). Enzymy te występują również w nasionach, z których pozyskuje się amigdalinę oraz w powszechnie spożywanych roślinach. Dlatego też, spożywanie surowych migdałów czy pestek moreli może spowodować przyswojenie większej ilości cyjanków przez organizm ludzki (5, 10, 11).
Tab. 4. Nazewnictwo i występowanie enzymów zdolnych do hydrolizy amigdaliny (11)
| Enzym | Synonimy | Występowanie |
| b-glukozydaza | Emulsyna
Amigdalaza
Amigdalinaza
Hydrolaza amigdaliny
i wiele innych
| Homo sapiens
Prunus dulcis
Bombyx mori
Aspergillus niger
Lactobacillus brevis
i wiele innych organizmów należących do wszystkich królestw |
| b-glukozydaza amigdaliny | Amigdalaza
Hydrolaza amigdaliny
Glukozydaza amigdaliny
i wiele innych | Prunus serotina
Mucor circinelloides
Saccharomycopsis fibuligera |
Metabolizm amigdaliny w dużej mierze uzależniony jest od mikroflory bakteryjnej bytującej w jelitach organizmu ludzkiego. Różnice osobnicze w jej składzie oraz w jej aktywności enzymatycznej (uzależnionej od diety) determinują więc indywidualną odmienność reakcji na podanie amigdaliny (12). Ponieważ β-glukozydazy wytwarzane przez bakterie przeprowadzają reakcję rozkładu amigdaliny, zatem przyjmowanie jej doustnie wiąże się z większym ryzykiem uwolnienia cyjanków i w konsekwencji – zatrucia (4, 10, 13). Natomiast β-glukozydazy występujące u ssaków prawdopodobnie przeprowadzają hydrolizę amigdaliny w inny sposób niż enzymy bakteryjne. Przypuszcza się, iż powstają wówczas inne półprodukty reakcji (ryc. 3) (2).
Ryc. 3. Możliwe drogi hydrolizy amigdaliny (2)
Amigdalina podawana drogą dożylną w większości wydalana jest z moczem, a cyjanowodór nie jest uwalniany (4, 10, 13). U myszy, u których zahamowano rozwój flory bakteryjnej w jelitach, dawka amigdaliny w wysokości 300 mg/kg masy ciała, podawana do żołądka, nie powodowała śmierci gryzoni. Natomiast w grupie kontrolnej, w której myszy miały aktywną florę bakteryjną, śmiertelność przy tej samej dawce, podanej tą samą drogą, obejmowała 60% zwierząt (10).
Działanie cyjanowodoru na organizm
Amigdalina jest tzw. heterozydem, pochodną cukrów, która na skutek hydrolizy uwalnia nie tylko substancje cukrowe, ale i inne związki. Istotnym produktem tego rozkładu jest wspomniany wcześniej toksyczny cyjanowodór. Spożycie 50-60 gorzkich migdałów przez dorosłą osobę może doprowadzić do śmiertelnego zatrucia. Natomiast u dziecka może dojść do zatrucia po spożyciu zaledwie 10 pestek. Zakłada się, iż w jednym gorzkim migdale zawarty jest 1 mg cyjanowodoru. Ten niebezpieczny związek chemiczny jest również obecny w oleju pozyskiwanym z migdałów – w ilości 4% (14).
Objawy i przebieg zatrucia uwolnionym cyjanowodorem są zindywidualizowane. Zależą one m.in. od szybkości metabolizowania cyjanków w organizmie oraz od zawartości kwasu solnego i glukozy, które regulują zdolność wchłaniania substancji z przewodu pokarmowego (14).
Cyjanowodór dysocjuje do jonów cyjanowych. Rodanaza (siarkotransferaza tiosiarczanowa), będąca enzymem mitochondrialnym, przekształca jony cyjankowe do wydalanych z moczem rodanków (tiocyjanianów) o znacznie mniejszej toksyczności. W organizmie identyfikuje się wysoki poziom rodanazy, która cechuje się znaczną aktywnością. Jednak, szybkość katalizowanej przez nią reakcji uzależniona jest od dostępności siarki (14).
Cyjanki mogą być również przekształcane do dwutlenku węgla (wydalanego przez płuca wraz z nieprzetworzonym cyjanowodorem) i mrówczanów (usuwanych z moczem) oraz łączyć się z cystyną i witaminą B12. Mechanizm toksycznego działania jonów cyjankowych związany jest ze zdolnością cyjanków do łączenia się z jonami żelaza Fe3+, co powoduje zakłócenie procesów oddechowych komórek. Dochodzi do zablokowania oksydazy cytochromowej, na skutek czego komórka nie jest w stanie wykorzystać dostarczonego jej z krwią tlenu, a krew żylna przyjmuje wyjątkowo jasną barwę (14).
Jony cyjanowe zakłócają funkcję wielu innych enzymów – blokując je lub wpływając na ich aktywację – jednakże zjawisko to nie odgrywa znaczącej roli w zatruciu, ponieważ śmierć następuje głównie z powodu niedotlenienia tkanek. Cyjanowodór wykazuje również powinowactwo do hemoglobiny i methemoglobiny. Ponadto, wskazuje się na możliwość działania teratogennego i mutagennego cyjanowodoru (14).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Wahab MF, Breitbach ZS, Armstrong DW i wsp. Problems and pitfalls in the analysis of amygdalin and its epimer. J Agric Food Chem 2015; 63(40):8966-73. 2. Blaheta RA, Nelson K, Haferkamp A i wsp. Amygdalin, quackery or cure? Phytomed 2016; 23(4):367-76. 3. Zdrojewicz Z, Otlewska A, Hackemer P i wsp. Amigdalina – budowa i znaczenie kliniczne. Pol Merkur Lek 2015; 38(227):300-3. 4. Unproven methods of cancer management. Laetrile. CA Cancer J Clin 1991; 41(3):187-92. 5. Milazzo S, Lejeune S, Ernst E. Laetrile for cancer: a systematic review of the clinical evidence. Support Care Cancer 2007; 15(6):583-95. 6. Bode AM, Dong Z. Toxic phytochemicals and their potential risks for human cancer. Cancer Prev Res 2015; 8(1):1-8. 7. Laetrile/Amygdalin. PDQ Cancer Complementary and Alternative Medicine Editorial Board 2015; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmedhealth/PMH0032851 (data dostępu: 13.01.2016). 8. Kwon HY, Hong SP, Hahn DH i wsp. Apoptosis induction of Persicae semen extract in human promyelocytic leukemia (HL-60) cells. Arch Pharm Res 2003; 26(2):157-61. 9. Chang HK, Shin MS, Yang HY i wsp. Amygdalin induces apoptosis through regulation of Bax and Bcl-2 expressions in human DU145 and LNCaP prostate cancer cells. Biol Pharm Bull 2006; 29(8):1597-602. 10. Song Z, Xu X. Advanced research on anti-tumor effects of amygdalin. J Cancer Res Ther 2014; 10 (suppl. 1):3-7. 11. BRENDA: http://www.brenda-enzymes.org (data dostępu: 28.01.2016). 12. Kim YS, Kim JJ, Cho KH i wsp. Biotransformation of ginsenoside Rb1, crocin, amygdalin, geniposide, puerarin, ginsenoside Re, hesperidin, poncirin, glycyrrhizin, and baicalin by human fecal microflora and its relation to cytotoxicity against tumor cells. J Microbiol Biotechnol 2008; 18(6):1109-14. 13. Park H-J, Yoon S-H, Han L-S i wsp. Amygdalin inhibits genes related to cell cycle in SNU-C4 human colon cancer cells. World J Gastroenterol 2005; 11(33):5156-61. 14. Seńczuk W. Toksykologia współczesna. PZWL, Warszawa 2012. 15. Makarević J, Rutz J, Juengel E i wsp. Amygdalin blocks bladder cancer cell growth in vitro by diminishing cyclin A and cdk2. PLoS One 2014; 9(8):1-9. 16. Qian L, Xie B, Wang Y i wsp. Amygdalin-mediated inhibition of non-small cell lung cancer cell invasion in vitro. Int J Clin Exp Pathol 2015; 8(5):5363-70. 17. Chen Y, Ma J, Wang F i wsp. Amygdalin induces apoptosis in human cervical cancer cell line HeLa cells. Immunopharmacol Immunotoxicol 2013; 35(1):43-51. 18. Lee HY, Moon A. Amygdalin regulates apoptosis and adhesion in Hs578T triple-negative breast cancer cells. Biomol Ther (Seoul) 2016; 24(1):62-6. 19. Makarević J, Rutz J, Juengel E i wsp. Amygdalin influences bladder cancer cell adhesion and invasion in vitro. PLoS One 2014; 9(10):1-11. 20. Juengel E, Afschar M, Makarević J i wsp. Amygdalin blocks the in vitro adhesion and invasion of renal cell carcinoma cells by an integrin-dependent mechanism. Int J Mol Med 2016; 37(3):843-85.
