Perunan glykoalkaloidit

Viikonlopun erikoisaiheena pahiskaksikko solaniini ja kakoniini.

Solaniinin ja kakoniinin kaltaisten glykoalkaloidien epäillään tällä hetkellä (11.11.2023) olleen se, mikä aiheutti viallista koiranmuonaa syöneiden koirien oireet. Toksiineja on voinut tuottaa peruna (Solanum tubersosum). Mielikuvani perunasta on jotakuinkin ”puhtain ja turvallisin ruoka-aine, mitä löytyy”, jolloin unohtuu, että sekin on eliö, joka pyrkii suojelemaan itseään ja pikku mukuloitaan.

Otetaan selvää, minkälaisia aineita nämä niinit on.

Disclaimer: en ole lääkäri enkä eläinlääkäri. Muista aina lähdekritiikki.

Biologia on yksi osa kiinnostusta. Toinen on se, että liippasi surkuhupaisan läheltä. Olen alkanut miettiä koirien viljattomia ruokavalioita ilmiönä (en eksy nyt vielä aiheeseen) ja päätin ostaa Tiikerille ja Entsyymille kokeiluun tavallista kuivamuonaa gluteenittomalla viljalla. Ajattelin ensin, että japanilaisille koirille olisi oikein passeli kala-riisi, mutta päädyin kala-kaura-perunaan. Kotimaisuus painoi. Raaka-aineluettelo oli mukavan lyhyt, ja mainitsinko jo, että kotimainen merkki. Puhtaita ja turvallisia raaka-aineita. _{Lisäksi 2 kg säkki tuntui viljattomien merkkien jälkeen uskomattoman halvalta.}

T ja E popsivat testierät ja seuraavan päivän annokset. Sitten samana iltana näin ensimmäiset tiedonannot siitä, että kotimaisen kuivamuonan epäiltiin halvaannuttaneen koiria. Ei onneksi ollut sama merkki, mutta joo. Kotimainen kuivamuona ei yhtäkkiä tuntunutkaan niin turvalliselta. Luin vielä jostain, että samassa tehtaassa valmistettaisiin. Mitä jos raaka-aineissakin ois yhteys? Pistin säkin oottelemaan ja tarkkailin koiriani. Ei tietenkään tullut oireita mutta sen verran hätkäytti, että nyt pitää selvittää, mitä sellanen toksiini voisi tehdä. Tuosta koiranruokatapauksesta en sen kummemmin kirjoita, kun asia ei ole vielä edes vahvistunut.

Mainittakoon, että Entsyymi todella rakastaa perunaa. Ranskis, perunalastu, nappulan osa – peruna on ihan parasta!

Muistikuva perunamyrkyistä

Okei, jollain tasolla olen ollut tietoinen perunan toksiineista. Vihreitä perunoita pitää välttää. Ja niitä pienimpiä varhaisperunoita. Muistan lapsuudesta, miten eräs sukulainen hehkutti oman pellon varhaisperunaa, söi tolkuttomasti juuri niitä pikkunapuja… ja oksensi koko seuraavan päivän ilman että kukaan muu sairastui. Määrä taisi tehdä myrkyn. Varmasti sama havainto on tehty jo ajat sitten ennen kuin myrkkyä on osattu kemiallisesti analysoida.

Perunatutkimuksen erikoislehti

Aloin etsiä perunamyrkkyjä käsitteleviä tutkimuksia ja ilmeni, että perunalle ja perunatieteelle on olemassa kokonaan oma satavuotias yhdistyksensä The Potato Association of America. Ensireaktioni oli että onpa söpö lehti! Oikeasti perunassa on kyse sekä ihmishengistä että valtavista rahoista, joten totta kai tollanen on olemassa. Lehti eli journal tiedeyhteyksissä tarkottaa alustaa, jossa uudet tutkimusartikkelit julkaistaan.

Solaniini ja kakoniini rakennetaan kolesterolista

Löytyi erittäin selkeä kuva, jossa näkyy kakoniinin ja solaniinin kemialliset rakenteet. Kakoniini ja solaniini on siis meidän tavallisen perunan relevanteimmat glykoalkaloidit. Glykoalkaloidi taas on historiallinen ja epämääräisesti rajattu yläkäsite tietynlaisille yhdisteille. Mutta mistä aiheutuu tämä deja vu? Siinä on taas kolesteroli lähtöaineena. Kortisonilla oli sama. Nyt voidaan päätellä, että kakoniini ja solaniini on kortisonin tavoin rasvaliukoisia.

Kun syöt kakoniinia ja solaniinia…

Hyppään nyt kylmästi perunan biologiasta ja tuotantoketjusta suoraan siihen poikkeukselliseen tilanteeseen, jossa noita kahta ainetta on päätynyt elimistöön niin suuria määriä, että ne alkavat aiheuttaa oireita. Käytän tärkeimpänä lähteenä Euroopan elintarvikeviraston riskianalyysia Risk assessment of glycoalkaloids in feed and food, in particular in potatoes and potato‐derived products vuodelta 2020, koska siitä löytyy kootusti ajantasaisinta tutkimustietoa. Yleisesti kakoniinin ja solaniinin imeytyminen ruoansulatuskanavasta on melko heikkoa, mutta vaihtelee huomattavasti eri eliölajien välillä. Imeytymistä koirilla ei ole tiettävästi tutkittu. Myrkytysoireiden syyksi esitetään muutamaa eri mekanismia:

Perunamyrkyt puhkovat ruoansulatuskanavan pintasolujen solukalvot?

Laboratoriokokeissa maljalla kasvavat solut alkavat vuotaa, kun maljalle lisätään kakoniinia ja solaniinia. Soluthan on pieniä rasvakalvon ympäröimiä säkkejä, ja nuo myrkyt hakeutuvat solukalvolle. Solukalvossa on luonnostaan kolesterolia, joka oli myös se kakoniinin ja solaniinin lähtöaine. Ne hakeutuvat yksiin solukalvon kolesterolin kanssa ja tekevät akrobaattisen muodostelman, mikä rikkoo solukalvon. Normaalisti solukalvo säätelee tosi tarkkaan sitä, mitä soluun tulee sisälle ja mitä sieltä lähtee, mutta ylimääräisten reikien kautta aineet voivat virrata kontrolloimatta sisään ja ulos. Ihmisillä perunan glykoalkaloidien aiheuttamien vatsaoireiden syynä pidetään tällä hetkellä tätä suoliston limakalvon solujen vaurioitumista. Mulle jää tässä epäselväksi, että kuoleeko ne puhkotut solut vai jatkavatko toimintaansa poikkeavalla tavalla.

Muuttuuko suoliston limakalvon läpäisevyys?

Nyt tullaan tutkimusten kannalta ongelmalliseen kohtaan. Jos perunan myrkyt vaurioittavat suoliston limakalvoa, niin missä määrin muut oireet on enää pelkän kakoniinin ja solaniinin aiheuttamia. Eli ne saattavat olla myös ”mahdollistajia”, jos suoliston sisällöstä alkaakin imeytyä verenkiertoon jotain muuta myrkkyä sen vaurioituneen suolipinnan läpi. Asiaa on vaikea ellei mahdotonta tutkia. Sen verran palaan tuohon koiranruokatapaukseen, että muonasäkkiä markkinoitiin termillä ”herkkä”. Herkkä mikä, maha?

Shiboilla on roturasitteena enteropatiat, joiden yhteydessä on epäilty syyksi tietynlaista mikrobikantaa. On olemassa tapauskertomus shibasta, jonka vaikea enteropatiaoireilu saatiin (ainakin toistaiseksi) loppumaan, kun sille tehtiin ulosteensiirto terveeltä lajitoverilta. Suoliston mikrobisto muuttui. Jos tällainen enteropatiashiba altistuisi perunamyrkyille ja sen suolen limakalvo muuttuisi läpäisevämmäksi, niin päätyisikö sen verenkiertoon pahempien bakteerien myrkkyjä kuin sillä terveellä lajitoverilla? Nämä on spekulaatiota.

Perunamyrkyt voivat laukaista piilevän suolistosairauden?

Tulehduksellisen suolen oireyhtymän tutkimus on yhdistänyt kakoniinin ja solaniinin suolistosairauksiin. Tutkimukset on kiehtovia, koska niissä edetään solumaljalla kasvatetuista suolistosoluista hiiren suolistokudokseen ja lopulta kokonaisiin hiiriin. Tulokset: solumaljan suolistosolujen kerros muuttui läpäisevämmäksi kakoniinin ja solaniinin vaikutuksesta. Sama tapahtui maljalla hiiren suolistokudoksille. Pienempi määrä riitti aiheuttamaan läpäisevyyden kasvun, mikäli suolistokudokset olivat peräisin hiiristä, joilla oli geneettinen alttius suolistosairaudelle. Lisäksi kakoniini ja solaniini johtivat suolistovaurioihin niillä hiirillä, joilla oli se geneettinen alttius.

Mahdollinen tapahtumaketju on se, että kakoniini ja solaniini lisäävät suolen läpäisevyyttä etenkin jos suolistosairauteen on muutenkin geeneissä alttius. Sen jälkeen suoliston sisältöä pääsee kosketuksiin suolen seinämän immuunipuolustuksen kanssa. Geneettisesti alttiilla hiirillä immuunipuolustus villiintyy ja käynnistää tuhoisan tulehdusreaktion, joka vaurioittaa suolta. Mutta näistäkään asioista ei käsittääkseni ole vielä varmaa näyttöä, ei ainakaan koirilla.

Perunamyrkyt ja hermostolliset oireet

Muistan hyvin viikon takaisen epäuskoni: miten kuivamuona voisi aiheuttaa ontumista ja halvaantumisoireita? Palataan nyt takaisin siihen lähtöoletukseen, että hermosto-oireiden aiheuttaja on suoraan perunan glykoalkaloidit, ei jokin muu suolistosta imeytynyt. Niillä nimittäin on potentiaalia siihen.

Hermostossa sähköimpulssit hyppäävät hermosolusta toiseen välittäjäaineiden kautta. Yksi tärkeimpiä välittäjäaineita on asetyylikoliini. Että välittäjäaineen toiminta voitaisiin myös kumota, on sille olemassa oma hajottajaentsyymi asetyylikoliiniesteraasi. Tämä on nyt SE, mihin perunamyrkkyjen vaikutus voi perustua. Glykoalkaloidit takertuvat esteraasiin ja haittaavat sen toimintaa. Tällöin asetyylikoliini ei hajoa vaan kertyy ja jatkaa hermosolun aktivoimista. Seurauksena voi olla koko joukko oireita sekä keskushermostossa että ääreishermostossa. Tila tunnetaan kolinergisenä oireyhtymänä. Ääriesimerkki ultratehokkaasta esteraasinestäjästä on hermokaasu sariini. Se takertuu esteraasiin vahvasti ja pysyvästi, kun taas perunan glykoalkaloidien sitoutuminen esteraasiin on heikkoa ja tilapäistä.

Lihaksiin liittyvistä oireista mainitaan krampit ja nykäykset, mutta myös lihasheikkous ja velttohalvaus. Kaikkia asetyylikoliiniesteraasin toimintoja ei vielä tunneta. Viime vuosina sille on löydetty muitakin tehtäviä kuin välittäjäaineen hajotus, joten osa oireista voi selittyä jollain muulla mekanismilla.

No studies were identified.

”Perunan glykoalkaloidien mahdollisista haittavaikutuksista hevosissa, lemmikkieläimissä (kissat ja koirat) tai turkiseläimissä ei löytynyt tutkimustietoa.” Terveisin EFSA:n erittäin kattava katsausartikkeli vuodelta 2020. Lienee siis turha etsiä itse koiraspesifisiä tutkimuksia. Osittain samasta syystä siihen tärkeimpään kysymykseen en pysty kirjoittamaan minkäänlaista arvausta. Toipuvatko ne koirat, jotka saivat perunan glykoalkaloideista vaikeimmat oireet, mikäli kyse oli perunan glykoalkaloideista?

Suurin osa uusista kakoniini- ja solaniinitutkimuksista ei liity perunaan itseensä vaan noiden aineiden kykyyn aiheuttaa ohjelmoitu solukuolema eli apoptoosi. Tutkimuksia ei kannata säikähtää, koska laboratoriossa on keskitytty syöpäsoluihin. Näkisin, että jos tutkimukset saavat rahoitusta, niin kyse ei varmaankaan voi olla potentiaalisesta syöpälääkkeestä, joka tappaisi samalla terveet solut. Päivitän juttua myöhemmin, etenkin jos sairastuneiden koirien oireiden aiheuttajaksi vahvistuu kaksikko kakoniini/solaniini.

Päivitys 20 h myöhemmin: mä todella toivon että kyse oli toisesta surkuhupaisasta yhteensattumasta, mutta heti tän jutun julkaisun jälkeen iltalenkillä näin Entsyymillä dyskinesiakohtauksen. Eka näkemäni sitten viime kevään, ja tähän liittyi nyt suolistoäänet à la CECS. Muona ei toki edes väitä olevansa gluteenitonta (vaikka kaura sinänsä on), joten jää viimeistään nyt varotoimena pois.

Lähteitä ja luettavaa

Risk assessment of glycoalkaloids in feed and food, in particular in potatoes and potato‐derived products (EFSA ym., 2020) PARAS

Anticancer activity of glycoalkaloids from Solanum plants: A review (Winkiel ym., 2022)

Cholinergic Toxicity (Lott ja Jones, 2022)

Myrkytyksiin liittyvät toksiset oireyhtymät (Laine, 2000)

Mitkä ihmeen glykoalkaloidit? Perunako myrkyllistä? (Ahvenniemi, 2000) Vanha suomenkielinen popularisointi, joka ei mainitse esimerkiksi kolinergisen oireyhtymän hermosto-oireissa halvausoireita, mutta perunan turvallisen käytön kannalta varmasti yhä ajankohtainen.

Potato glycoalkaloids adversely affect intestinal permeability and aggravate inflammatory bowel disease (Patel ym., 2002)

Naturally occurring glycoalkaloids in potatoes aggravate intestinal inflammation in two mouse models of inflammatory bowel disease (Iablokov ym., 2010)