- Struktura tetrodotoksyny
- Klatka i mosty wodorowe
- cechy
- Mechanizm akcji
- Blok kanału sodowego
- Paraliż
- Aplikacje
- Wpływ na organizm
- Parestezja
- Objawy
- Śmierć
- Fugus: śmiertelne danie
- Bibliografia
Tetrodotoksynę (TTX) jest trujący aminoperhidroquinazolina, w wątrobie i jajników ryby kolejność Rozdymkokszta? Tne; w tym puffer. Podobnie występuje w traszkach, płazińcach (płazińcach), krabach, ośmiornicy z niebieskimi pierścieniami oraz w dużej liczbie bakterii.
Wśród gatunków bakterii, w których występuje tetrodotoksyna (w skrócie TTX), są: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, a także inne bakterie z rodzaju Vibrio i Pseudomonas. Stąd można wywnioskować, że jego pochodzenie jest bakteryjne.
Cząsteczka tetrodotoksyny i jedno z jej naturalnych źródeł: ryba rozdymkowata. Źródło: Oryginalny obraz (GFDL / cc-by-sa): Liné1 Pochodna: Capaccio
Jednak obecność gruczołów zewnątrzwydzielniczych do wydzielania TTX u ryb rozdymkowatych, a także jego magazynowanie w gruczołach ślinowych ośmiornicy z niebieskimi pierścieniami, pokazało, że niektóre zwierzęta mogą również mieć zdolność do jego syntezy.
TTX wywiera swoje działanie na organizm poprzez blokowanie kanałów sodowych neuronalnych aksonów oraz komórek mięśni szkieletowych i mięśni gładkich; z wyjątkiem komórek mięśnia sercowego, które mają „bramki” odporne na TTX.
Główną przyczyną nagłej śmierci człowieka, w której pośredniczy TTX, jest paraliżujące działanie na przeponę i mięśnie międzyżebrowe; mięśnie potrzebne do oddychania. Dlatego śmierć następuje w ciągu kilku godzin po spożyciu TTX.
Średnia śmiertelna doustna dawka (LD50) tetrodotoksyny dla myszy wynosi 334 µg / kg masy ciała. Tymczasem LD50 dla cyjanku potasu wynosi 8,5 mg / kg. Oznacza to, że TTX jest około 25 razy silniejszą trucizną niż cyjanek potasu.
Struktura tetrodotoksyny
Struktura molekularna tetrodotoksyny. Źródło: Benjah-bmm27
Górny obraz przedstawia strukturę molekularną tetrodotoksyny z modelem kulek i prętów. Kulki czerwone odpowiadają atomom tlenu, niebieskie - atomom azotu, a białe i czarne - odpowiednio atomom wodoru i węgla.
Jeśli zatrzymasz się na chwilę na atomach O, zobaczysz, że sześć z nich występuje jako grupy hydroksylowe, OH; dlatego też na obwodzie cząsteczki znajduje się sześć grup OH. Tymczasem pozostałe dwa atomy są jak utlenione mosty w skondensowanych cyklicznych jednostkach.
Z drugiej strony nie ma prawie trzech atomów azotu, ale należą one do unikalnej grupy: guanidino. Ta grupa może mieć ładunek dodatni, jeśli C = NH zyskuje jon wodorowy, przekształcając się w C = NH 2 + ; dlatego znajdowałby się w dolnej części cząsteczki. Będąc na górze, szczyt -OH może być deprotonowany i jako -O - .
Zatem tetrodotoksyna może mieć jednocześnie dwa ładunki jonowe w różnych obszarach swojej struktury; która, choć może wydawać się skomplikowana, jest uproszczona, uważając ją za klatkę.
Klatka i mosty wodorowe
Tetrodotoksynę można następnie wizualizować jako klatkę, ponieważ jej połączone cykle reprezentują zwartą strukturę. Powyżej powiedziano, że ma na swoim obwodzie sześć grup OH (jeśli nie ma ładunku ujemnego), oprócz trzech grup NH należących do grupy guanidynowej (jeśli nie ma ładunku dodatniego).
W sumie zatem cząsteczka jest w stanie przekazać do dziewięciu wiązań wodorowych; I równie, może przyjąć taką samą liczbę mostków i dwa więcej ze względu na wewnętrzne atomy tlenu w swoich cyklach. Dlatego wspomniana klatka jest dość aktywna pod względem oddziaływań międzycząsteczkowych; Nie może „chodzić” bez zauważenia.
Oznacza to, że jest wystarczająco dużo azotu lub natlenionej powierzchni, aby tetrodotoksyna mogła zakotwiczyć z powodu silnych interakcji. W rzeczywistości jest to powód, dla którego blokuje kanały sodowe, zachowując się jak klatka z korka, która zapobiega przenikaniu jonów Na + do komórek.
cechy
Niektóre cechy lub właściwości tetrodotoksyny są wymienione poniżej:
-Ma wzór cząsteczkowy C 11 H 17 N 3 O 8 i masę cząsteczkową 319,27 g / mol.
-TTX można przygotować z jajników ryby rozdymkowatej. Po homogenizacji białka wytrąca się, a supernatant poddaje się chromatografii na węglu aktywnym; uzyskanie 8-9 g czystego TTX na 1000 g ikry ryb.
-Odwodniony TTX jest białym proszkiem, rozpuszczalnym w wodzie i rozcieńczonym kwasie octowym; ale praktycznie nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych.
-Jest termostabilny, z wyjątkiem środowiska alkalicznego. Jest również niestabilny po podgrzaniu do 100ºC w środowisku kwaśnym.
-Po podgrzaniu do 220 ºC ciemnieje bez rozkładu.
-TTX jest niszczony przez mocne kwasy i zasady.
-Ma stałą dysocjacji, pKa = 8,76 w wodzie i pKa = 9,4 w 50% alkoholu.
-Jest to monokwasowa zasada, stabilna w zakresie pH 3 - 8,5.
Toksyczność TTX jest eliminowana przez działanie 2% wodorotlenku sodu przez 90 minut.
-A TTX gęstość 1.3768 g / cm 3 oszacowano . Podobnie oszacowano temperaturę wrzenia na 458,31 ° C.
Mechanizm akcji
Blok kanału sodowego
TTX blokuje kanały Na + , zapobiegając propagacji potencjałów czynnościowych lub impulsów nerwowych w komórkach pobudliwych.
Zapobiegając rozprzestrzenianiu się potencjałów czynnościowych, TTX prowadzi do porażenia komórek mięśniowych, prowadząc do śmierci zwierząt w krótkim czasie.
Kanały Na + , podobnie jak inne kanały jonowe, to białka, które przechodzą przez błonę plazmatyczną. Są zależne od napięcia; to znaczy, są zdolne do odpowiadania na odpowiednią zmianę potencjału błonowego wraz z ich otwarciem.
TTX to cząsteczka o średnicy około 8 A, która jest umieszczona na zewnątrz kanału Na + ; dokładnie w ustach, które dają dostęp do kanału, zapobiegając przedostawaniu się przez niego Na + . Uważa się, że pojedyncza cząsteczka TTX wystarcza do zablokowania kanału Na + .
Paraliż
TTX poprzez blokowanie wejścia Na + zapobiega tworzeniu się potencjału czynnościowego w komórce neuronowej, a także jego propagacji wzdłuż aksonu. W ten sam sposób zapobiega się tworzeniu potencjałów czynnościowych w komórkach mięśniowych, co jest wymogiem ich skurczu.
Dlatego, ponieważ komórki mięśniowe nie kurczą się, następuje ich paraliż. W przypadku mięśnia przepony i mięśni międzyżebrowych ich porażenie blokuje oddychanie, powodując śmierć w ciągu kilku godzin.
Aplikacje
Niskie dawki TTX mają działanie przeciwbólowe u pacjentów z silnym bólem, którego nie ustępują konwencjonalne metody leczenia. Leczono 24 chorych na raka w stadium terminalnym, poddając ich 31 cyklom leczenia dawkami TTX od 15 do 90 µg / dobę.
W rezultacie w 17 z 31 cykli zaobserwowano klinicznie istotne zmniejszenie nasilenia bólu. Ulga w bólu utrzymywała się przez dwa lub więcej tygodni. TTX skutecznie złagodził silny i oporny ból u większości pacjentów z rakiem.
Ponadto firma Wex Pharmaceuticals bada zastosowanie tetrodotoksyny w leczeniu bólu u pacjentów z zaawansowanym rakiem. A także u użytkowników opium, w celu zmniejszenia spożytej dawki narkotyku.
Wpływ na organizm
Parestezja
Niska dawka TTX powoduje parestezje, czyli mrowienie i drętwienie wokół ust oraz palców rąk i nóg. Objawy te są również częścią ogólnych objawów zatrucia TTX.
Objawy
Występują skurcze mięśni szkieletowych jako całości, objawiające się trudnościami w artykulacji i połykaniu. Źrenice osób zatrutych są unieruchomione i rozszerzone. Najbardziej dramatyczne jest to, że ludzie są całkowicie sparaliżowani, ale świadomi.
Oznaki i objawy sercowo-naczyniowe charakteryzują się bólem w klatce piersiowej, niedociśnieniem i arytmią serca. Zaburzenia oddychania objawiają się dusznością i sinicą; to znaczy niebieskawe zabarwienie skóry i jamy ustnej.
Nudności, wymioty i biegunka są częste w układzie pokarmowym.
Śmierć
Śmiertelność osób, które zażyły TTX i nie były leczone, przekracza 50%. Śmierć następuje w ciągu 4 do 6 godzin po zatruciu.
W niektórych przypadkach śmierć może nastąpić w ciągu zaledwie 20 minut. TTX może zabić osobę już przy dawce od 1 do 4 mg.
Fugus: śmiertelne danie
W przeszłości większość zatruć TTX była spowodowana spożyciem fugus. Fugus to potrawa uważana za przysmak japońskiej kuchni, przygotowywana z rozdymki; który wykazuje najwyższe stężenie TTX w wątrobie i gonadach.
Obecnie ustanowiono kontrole mające na celu zmniejszenie ryzyka zatrucia z tej przyczyny. Osoby, które obrabiają rozdymkowate i przygotowują fugus, wymagają kilkuletniego szkolenia, aby zdobyć umiejętności, które pozwolą im przygotować danie.
Bibliografia
- Lago, J., Rodríguez, LP, Blanco, L., Vieites, JM i Cabado, AG (2015). Tetrodotoxin, niezwykle silna morska neurotoksyna: dystrybucja, toksyczność, pochodzenie i zastosowania terapeutyczne. Morskie leki, 13 (10), 6384-6406. doi: 10.3390 / md13106384
- Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2019). Tetrodotoksyna. Baza danych PubChem. CID = 11174599. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Tetrodotoksyna. Odzyskane z: en.wikipedia.org
- Książka chemiczna. (2017). Tetrodotoksyna. Odzyskane z: chemicalbook.com
- Bank leków. (2019). Tetrodotoksyna. Odzyskany z: drugbank.ca