氰苷類

氰苷類化合物是指由氰醇衍生物的羥基和糖縮合形成的糖苷，屬於植物的次生代謝產物，已經在菊科、豆科、亞麻科和薔薇科等 2500 多種種屬中發現。目前常見的氰苷大多具有相同的骨架結構，根據氰醇衍生物上的取代基不同可分為脂肪族和芳香族兩類。

氰苷有很多都被人們所熟知，如苦杏仁苷、亞麻苦苷、蜀黍苷等。一種種屬植物一般只含有 1 或 2 種氰苷，比如禾本科（蜀黍苷），菊科（亞麻苦苷），水龍骨科（野櫻苷和蠶豆氰苷），薔薇科（苦杏仁甙和野櫻苷）。

基本介紹

• 中文名：氰苷類
• 外文名：Cyanophoric glycoside
• 來源：植物次級代謝產物
• 分布：菊科、豆科、亞麻科和薔薇科等
• 結構：糖苷
• 中毒症狀：噁心、嘔吐、腹痛等

定義

氰苷類化合物是指由氰醇衍生物的羥基和糖縮合形成的糖苷，屬於植物的次生代謝產物。氰苷有很多都被人們所熟知，如苦杏仁苷、亞麻苦苷、蜀黍苷等。其中，亞麻苦苷和百脈根苷在菊科、大戟科、亞麻科、罌粟科和豆科植物中都已經被證實存在，野櫻苷在水龍骨科、桃金孃科、薔薇科、虎耳草科、玄參科和苦檻藍科六個家族中被發現，接骨木苷在忍冬科、含羞草科、木犀科存在，蠶豆氰苷發現於水龍骨科和豆科，而苦杏仁苷僅在薔薇科中被發現。總結髮現，一種種屬植物一般只含有 1 或 2 種氰苷，比如禾本科（蜀黍苷），菊科（亞麻苦苷），水龍骨科（野櫻苷和蠶豆氰苷），薔薇科（苦杏仁甙和野櫻苷）。這些植物中既有雙子葉植物綱，也有單子葉植物綱，但大部分是屬於雙子葉植物綱，目前還沒有證據顯示氰苷化合物與植物的分類的有關。

氰苷通過¹⁴C 標記技術發現，高粱屬中的蜀黍苷是由酪氨酸水解而來的，其它氰苷也得到了相同的結果，證實氰苷的生物前體為各種 α-胺基酸，亞麻苦苷、百脈根苷分別對應著纈氨酸和異亮氨酸，而野櫻苷、苦杏仁苷和接骨木苷則是由苯丙氨酸的轉變而來。氰苷生物合成過程中涉及 3 大類酶，分別屬於 CYP79和 CYP71 家族的兩種細胞色素 CYP450 及葡萄糖轉移酶。在生成氰苷步驟中首先通過細胞色素 P450，將 α-胺基酸羥基化形成 N-羥基胺基酸，然後形成醛肟，進一步形成腈，最後一步是由糖基轉移酶催化的半氰醇的糖基化反應生成氰苷。

分布

很多重要的經濟作物中都含有氰苷，比如木薯（亞麻苦苷）、高粱屬（蜀黍苷）、薔薇科（苦杏仁苷）、百脈根（百脈根苷）等，這些植物在服用之前如果處理不當，很有可能發生中毒事件。

木薯原生長於美洲中南部，於 17 世紀傳入非洲。木薯由於其根莖部的高澱粉含量，且能在貧瘠的土地上生長及抗病蟲能力較強，所以在許多地區作為主要糧食作物，在亞熱帶和熱帶被廣泛的種植。木薯中氰苷主要是百脈根苷和亞麻苦苷，氰苷本身不含有毒性，但木薯加工過程中，當根部組織被破壞時，會釋放內源性酶，在潮濕和常溫的環境中，亞麻苦苷會被酶分解生成氰醇，該化合物會在一定條件下生成 HCN。儘管日曬，浸泡，水煮等加工過程可以去除 80%～95%的氰苷化合物，但仍有一部分會留存在食物中。如果長期食用，會對人的健康造成危害。

薔薇科的許多植物，如蘋果、杏和桃等，其核心中氰苷為苦杏仁苷，含量甚至可以達到 6%，而果肉中氰苷的含量較低，僅 0.001%～0.01%。苦杏仁苷由龍膽二糖和扁桃腈組成，屬於二糖氰苷。同樣，在果核中也存在分解苦杏仁苷的酶，潮濕的果核被碾碎後，苦杏仁苷就會在內源性酶的作用下，裂解掉末端的糖基，生成單糖氰苷野櫻苷，進而酶解生成扁桃腈，而扁桃腈會自發或經羥基腈裂解酶產生氫氰酸，而在人類的胃腸道細胞中同樣也具有酶的活性，所以當誤服該類核心時也會在體內酶解生成氫氰酸，有可能導致中毒。

產毒機制

氰苷本身並沒有毒性，但氰苷可以在 β-葡萄糖苷酶的作用下水解生成糖和對應的羥基腈，羥基腈化合物可以自發或經 α-羥基腈裂解酶的作用下生成氫氰酸和醛酮化合物，所以氰苷的毒性主要通過 HCN 和醛酮化合物產生。例如亞麻苦苷生成氰化物是一個兩步的過程，首先是亞麻苦苷去糖基化生成丙酮氰醇，再分解成丙酮和氫氰酸，這些反應是是 β-葡萄糖苷酶和 α-羥基腈裂解酶催化的。由於氰醇可以通過酶或自發水解，故常認為 β-葡萄糖苷酶的酶解速率是限速步驟。少量氫氰酸可以麻痹咳嗽中樞，體現平喘鎮咳等效果；大量的氫氰酸如果被吸收後, 氰根離子能夠迅速與氧化型細胞色素氧化酶中的三價鐵離子（Fe³⁺）結合，使其無法還原成二價鐵離子（Fe²⁺），使細胞不能再利用血液中的氧而迅速窒息，最終導致呼吸麻痹死亡。氰化物系劇毒物質，人體口服氰化物的急性中毒劑量為 0.5～3.5 mg/kg。氰苷類植物在正常情況下，氰苷和酶存在於的不同細胞中，無法生成氫氰酸，故不存在毒性。但當植物被動物採食咀嚼後，植物組織遭到破壞，氰苷與酶接觸而產生 HCN，導致動物中毒，這便是食用氰苷類植物中毒的原因，屬於植物自身的防禦機制。人的腸道細菌中也存在糖苷酶活性，所以即使氰苷類植物經過滅酶處理，大量的攝入也可能引起氰化物中毒。

中毒症狀

氰苷中毒的臨床表現與氰化物中毒相似，中毒的嚴重程度和氰化物的劑量有關，輕度中毒者出現噁心、嘔吐、腹痛等症狀。中毒重者，呼吸加快加深、心律不齊、脈搏加快、抽搐昏迷，最後意識喪失，呼吸衰竭而死亡。在一些以木薯為主食的非洲和南美地區，慢性中毒現象也比較常見，如熱帶性弱視，熱帶神經性共濟失調症等。

中毒治療

處理急性氰化物中毒時，首先讓病人立刻口服亞硝酸酯(亞硝酸戊酯)或亞硝酸鹽，可使人體中 20%～30%的血紅蛋白變為高鐵血紅蛋白，後者與氰基的親和力更大，可以與細胞色素氧化酶中結合的氰基結合，生成氰化高鐵血紅蛋白，使細胞色素氧化酶免受抑制，恢復酶的活性。但氰化高鐵血紅蛋白不穩定，容易在數分鐘內再游離出氰基，故需迅速給予硫代硫酸鹽等解毒劑, 使氰離子轉變為低毒的硫氰化物從尿中排出。