Госсипол вырабатывается пигментными железами стеблей, листьев, семян и бутонов хлопчатника. Пигментные железы представляют собой мелкие черные пятна, распределенные по всему хлопчатнику, но наибольшая их концентрация находится в семенах. Семена G. barbadense могут содержать до 34 г госсипола/кг. Госсипол оказывает несколько токсических эффектов на позвоночных, но обеспечивает устойчивость хлопчатника к вредителям. Пигментные железы продуцируют дополнительные фенольные пигменты, но они находятся в концентрациях значительно ниже концентрации госсипола и поэтому не имеют большого токсикологического значения.
Госсипол в хлопчатобумажных изделиях
Содержание свободного госсипола в цельных семенах хлопчатника варьирует среди многих сортов хлопчатника; концентрации госсипола колеблются от 0,02 до 6,64%. Хлопковое семя может содержать концентрации более 14 000 мг/кг общего госсипола и 7 000 мг/кг свободного госсипола. Однако после экстракции масла из семян доступно до 0,6% после экстракции растворителем, но примерно 0,06% доступно, если процесс экстракции включает механическое давление и термическую обработку.
Госсипол влияет на мужской и женский гаметогенез и способствует поражению эмбрионов. В 1950-х годах в Китае произошло резкое падение рождаемости во многих сельских районах, где люди потребляли хлопковое масло, содержащее госсипол. Это наблюдение первоначально было связано с мужским бесплодием, вызванным госсиполом в хлопковом масле, которое они потребляли. Госсипол изучался для использования в качестве мужского противозачаточного средства в ряде экспериментальных исследований
Госсипол представляет собой фенольное соединение, вырабатываемое пигментными железами стеблей, листьев, семян и бутонов хлопчатника (Gossypium spp.). Хлопковая мука — это побочный продукт переработки хлопка, который используется в качестве корма для животных, поскольку он богат маслом и белками. Однако токсичность госсипола ограничивает использование семян хлопка в качестве корма для животных. Высокие концентрации свободного госсипола могут быть причиной острых клинических признаков отравления госсиполом, которые включают респираторный дистресс, нарушение набора массы тела, анорексию, слабость, апатию и смерть через несколько дней. Однако наиболее частым токсическим эффектом является нарушение мужской и женской репродукции. Другим важным токсическим эффектом госсипола является его вмешательство в иммунную функцию, снижение сопротивляемости животных инфекциям и снижение эффективности вакцин. Профилактические процедуры по ограничению токсичности госсипола включают обработку продукта из семян хлопка для снижения концентрации свободного госсипола, при этом наиболее распространенной обработкой является воздействие тепла. Однако свободный госсипол может высвобождаться из связанной формы в процессе пищеварения. Агрономическая селекция дала сорта хлопчатника, лишенные желез, продуцирующих госсипол, но эти сорта обычно не выращивают, потому что они менее продуктивны и более уязвимы для нападения насекомых.
О токсичности госсипола для мужской репродукции сообщалось в нескольких исследованиях, показывающих, что он ингибирует сперматогенез, что снижает количество сперматозоидов а также их подвижность и жизнеспособность. Эффект снижения фертильности у мужчин зависит от дозы и времени; в эффективных дозах госсипол вызывает бесплодие, подавляя подвижность сперматозоидов, снижая концентрацию сперматозоидов, вызывая специфическое митохондриальное повреждение хвоста сперматозоида и повреждая зародышевый эпителий. Однако такие эффекты обратимы, когда госсипол больше не принимается внутрь. Кроме того, введение госсипола самцам крыс не влияло на эмбриональное и внутриутробное развитие потомства нелеченых самок.
В дополнение к своим вредным эффектам госсипол и его производные имеют потенциальное терапевтическое применение. Эти соединения показали активность in vitro в отношении некоторых вирусов, таких как вирус иммунодефицита человека и вирус гриппа H5N1, а также некоторых бактерий и дрожжей. Госсипол является многообещающим средством для лечения лейкемии, лимфомы, карциномы толстой кишки, рака молочной железы, миомы, рака предстательной железы] и других злокачественных новообразований. Кроме того, в 1970 г. в Китае он применялся для лечения миомы матки, эндометриоза и маточных кровотечений у женщин.
Токсикокинетика
Скорость всасывания госсипола обратно пропорциональна количеству железа в рационе, а пищевые добавки с сульфатом железа инактивируют свободный госсипол. У жвачных животных микробная ферментация в рубце связывает свободный госсипол с белками, но неизвестно, может ли связанная форма поглощаться кишечником или микроорганизмы могут высвобождать свободный госсипол из связанной формы. Поглощенный госсипол накапливается в печени и почках. Основной путь экскреции госсипола — через желчь; затем он выводится с калом после конъюгации с глюкуронидами и сульфатами. У крыс, которым перорально вводили 5 мг обеих рацемических форм госсипола, 70,4% (+) и 80,2% (-) госсипола выводились с калом в течение пяти дней, тогда как 2,30% (+) и 2,79% (- ) госсипол выделялись с мочой. Небольшие количества госсипола выделяются также с выдыхаемым воздухом. Госсипол практически не выделяется с молоком. Периоды полувыведения (t 1/2) общего (+) и (-) госсипола у крыс после однократного внутривенного введения составили 25,26 часа и 10,53 часа соответственно.
Токсичность госсипола исследовали на крысах Sprague-Dawley при дозах 0, 0,5, 5,0 и 25 мг/кг в день (±)-госсиполуксусной кислоты. Наиболее значимым токсикологическим открытием было выраженное подавление прибавки массы тела у крыс, получавших 25 мг/кг в сутки. Терминальные исследования показали, что 6 из 20 крыс, получавших 25 мг/кг в день, имели различную степень патологии яичек. Было показано, что пять мг/кг в день являются уровнем «отсутствия эффекта». Исследование на яванских макаках при приеме 25 мг/кг в день (±)-госсиполуксусной кислоты в течение 13 недель вызвало смерть, различные клинические признаки, обширные биохимические изменения и патологию в сердце, печени, почках и яичках. Токсичность (-)-госсипола исследовали на самцах яванских макак в дозах 1,5, 4 или 5 мг/кг/день в течение 4 недель. Ни одно животное не погибло. Клинические признаки со стороны желудочно-кишечного тракта, неблагоприятное влияние на увеличение массы тела, последовательные биохимические изменения белков сыворотки, кальция, неорганического фосфора и холестерина в сыворотке регистрировались при дозе 4 мг/кг в сутки и выше. Морфологические изменения не индуцировались.
