Svojstva tetradotoksina (TTX), patofiziologija i toksičnost



tetrodotoksin (TTX) je otrov aminoperhidrokinazolina koji se uglavnom nalazi u jetri i jajnicima riba u redu Tetraodontiformes. 

To je snažan morski neurotoksin, nazvan po redoslijedu riba od kojih je najčešće povezan, Tetraodontiformes (tetras-četiri i odontos-zub) ili puffer fish.

Tetraodon je opremljen s četiri velika zuba koji su gotovo spojeni, tvoreći strukturu sličnu kljunu za pucanje mekušaca i drugih beskralješnjaka, kao i grebanje koralja i opće ispaše grebena..

Članovi ove narudžbe uključuju ribu za napuhivanje fahake (Tetraodon fahaka), ribicu za napuhivanje u Kongu (Tetraodon miurus) i divovsku ribu za napuhivanje (Tetraodon mbu)..

Puffer ribe roda Fugu (F. flavidus, F. poecilonotus i F. niphobles), Arothron (A. nigropunctatus), Chelonodon (Chelonodon spp.) I Takifugu (Takifugu rubripes) također skladište TTX i srodne analoge u svojim tkivima (Johnson) , SF).

Tetrodotoksin (TTX) je prirodni toksin koji je odgovoran za ljudsko trovanje i smrt. Najčešći način trovanja je uzimanje ove vrste kontaminirane ribe, smatra se a suhomesnati proizvodi u nekim kulinarskim kulturama.

Vjeruje se da je TTX ograničen na regije jugoistočne Azije, ali nedavne studije su pokazale da se toksin proširio na regije u Pacifiku i Sredozemlju. Ne postoji poznati antidot za TTX koji je snažan inhibitor natrijevih kanala (Vaishali Bane, 2014)..

indeks

  • 1 Svojstva
  • 2 Fiziopatologija
  • 3 Faze trovanja i toksičnosti
  • 4 "Zombi prašina"
  • 5 Reference

nekretnine

Empirijska formula tetradotoksina je C11H17N3O8, a njegova molekularna težina je 319,268 g / mol. To je bezbojna kristalna krutina koja potamni pri zagrijavanju iznad 220 ° C (Nacionalni institut za sigurnost i zdravlje na radu (NIOSH), 2014.).

Molekula je vrlo topljiva u vodi i može otopiti 1 x 106 grama po litri. Ima pKa od 8,76 i termički je stabilan, osim u alkalnom mediju, gdje otpušta otrovne plinove dušikovog oksida (Nacionalni centar za biotehnološke informacije, 2017.) \ T.

Sigurnosni list za tetrodotoksin određuje da je medijana smrtna doza u usnoj šupljini (LD50) za miševe 334 μg po kg. Pod pretpostavkom da je smrtonosna doza za ljude slična, očekuje se da će 25 miligrama tetrodotoksina ubiti osobu od 75 kg.

Količina potrebna za postizanje smrtonosne doze po injekciji je mnogo niža, 8 μg po kg, ili malo više od pola miligrama da bi se ubilo 75 kg (170 lb) osoba (Gilbert, 2012)..

Nedavna studija koja je terapijski koristila tetrodotoksin pokazuje da tetrodotoksin koji se koristi zajedno s bupivakainom produžuje lokalni učinak anestezije.

Tetrodotoksin istražuje Wex Pharmaceuticals za liječenje kronične boli te u ispitivanjima bolesnika s uznapredovalim rakom, kao i za liječenje ovisnosti o opioidima (Benzer, 2015).

patofiziologija

Protok natrijevih iona u živčanim stanicama nužan je korak u provođenju živčanih impulsa u pobuđenim živčanim vlaknima i duž aksona. Normalne aksonske stanice imaju visoke koncentracije K + iona i niske koncentracije Na + iona i imaju negativan potencijal.

Stimulacija aksona rezultira akcijskim potencijalom koji proizlazi iz protoka iona Na + unutar stanice i generiranja pozitivnog membranskog potencijala. Propagiranje ove depolarizacije duž nervnog terminala pretpostavlja sve druge događaje.

Ioni Na + protječu kroz staničnu membranu koristeći natrijev ionski kanal, kanal koji je selektivan za natrijeve ione na kalijevim ionima za red veličine.

Kanal čini jedan peptidni lanac s četiri ponavljane jedinice, svaka jedinica se sastoji od šest transmembranskih spirala. Trans-membranske pore se formiraju kada su četiri jedinice presavijene u skupinu s porama u središtu (slika 3)..

Tetrodotoksin djeluje tako što blokira provođenje nervnih impulsa duž živčanih vlakana i aksona. Žrtva na kraju umire od respiratorne paralize.

Molekula je vrlo specifična za blokiranje kanala Na + i time i protok Na + iona bez utjecaja na K + ione. Spajanje na kanal je relativno usko (Kd = 10-10 nM). Dok se hidrirani natrijev ion vezuje reverzibilno u vremenskoj skali nanosekundi, tetrodotoksin je vezan na desetke sekundi.

Tetrodotoksin, mnogo veći od natrijevog iona, djeluje kao pluta u boci, sprječavajući protok natrija dok se ne polako difundira. Fatalna doza tetrodotoksina je samo jedan miligram.

Tetrodotoksin se natječe s hidriranim natrijevim kationom i ulazi u Na + kanal na koji se veže. Predloženo je da ovaj spoj nastaje kao rezultat interakcije gvanidino skupine pozitivno nabijene u tetrodotoksinu i negativno nabijenih karboksilatnih skupina u bočnim lancima na ušću kanala..

Saxitoxin, prirodni produkt dinoflagelata, djeluje na sličan način i također je snažan neurotoksin.

Natrijev ionski kanal u domaćinu mora biti različit od onog žrtve, jer ne bi trebao biti osjetljiv na toksin. Pokazalo se da je za balonske ribe protein natrijevog ionskog kanala podvrgnut mutaciji koja mijenja aminokiselinsku sekvencu čineći kanal neosjetljivim na tetrodotoksin.

Spontana mutacija koja je uzrokovala ovu strukturalnu promjenu korisna je za ribu s napuhivačima, jer mu je omogućila da uključi simbiotske bakterije i da koristi toksin koji proizvodi najbolje što može.

Faze trovanja i toksičnosti

Prvi simptom intoksikacije je lagana ukočenost usana i jezika, koja se javlja između 20 minuta i tri sata nakon jela riba s napuhivačima.

Sljedeći simptom je povećanje parestezije u licu i ekstremitetima, koje može pratiti osjećaj lakoće ili plutanja. Možete također imati glavobolju, bol u epigastriju, mučninu, proljev i / ili povraćanje.

Povremeno se mogu pojaviti bubnjanje ili poteškoće u hodanju. Drugi stupanj intoksikacije je rastuća paraliza. Mnoge žrtve ne mogu se kretati, pa čak i sjedenje može biti teško.

Postoji sve veći respiratorni distres gdje je zahvaćen govor, a žrtva obično ima dispneju, cijanozu i hipotenziju. Povećava se paraliza i mogu se pojaviti napadi, mentalno pogoršanje i srčana aritmija.

Žrtva, iako potpuno paralizirana, može biti svjesna iu nekim slučajevima potpuno lucidna sve dok ne dođe do smrti. Smrt se obično događa unutar 4 do 6 sati, s poznatim rasponom od približno 20 minuta do 8 sati.

Od 1974. do 1983. godine u Japanu je bilo 646 slučajeva trovanja fuguima, od čega 179 smrtnih slučajeva. Prijavljene su procjene do 200 slučajeva godišnje s smrtnošću od blizu 50%.

Epidemije izvan Indo-Pacifičkih zemalja su rijetke, a samo je nekoliko slučajeva zabilježeno u SAD-u. Sushi kuhari koji žele pripremiti fugu moraju biti odobreni od strane japanske vlade.

Tetrodotoksin je deset puta smrtonosniji od otrova krajiškog jugoistočne Azije, koji je pak 10 do 100 puta više smrtonosan nego otrov pauk crne udovice kada se daje miševima i više od 10.000 puta smrtonosniji od cijanid.

Ima istu toksičnost kao i saksitoksin koji uzrokuje paralitično trovanje školjkama (i TTX i saxitoxin blokiraju Na + kanal, a oba se nalaze u tkivima ribice puffer).

"Zombi prašina"

Posebno zanimljiv detalj u vezi TTX-a je njegova upotreba u tzv. Zombi prašini. Prema brojnim izvješćima, voodoo svećenici poznati kao bokor stvaraju bijeli i prašnjav spoj nazvan coupé poudre.

Sastojci u ovom prahu mogu osobu pretvoriti u zombija. U 1980-ima, Harvardski etnobotanist Wade Davis otputovao je na Haiti kako bi istražio zombije i "prašinu zombija"..

Iako su različiti bokori koristili različite sastojke u svojim puderima, Davis je otkrio da "postoji pet konstantnih sastojaka životinja: ljudski ostaci su spaljeni i zakopani (obično kosti), mala stabla žaba, višekatni crv, velika žaba Novog svijeta i jedna ili više vrsta riba balona.

Najsnažniji sastojci su globefish, koji sadrže smrtonosne neurotoksine poznate kao tetrodotoksin, napisao je Davis u časopisu Harper's..

Iako je znanstvena zajednica kritizirala Davisovo istraživanje, neosporno je da njegova identifikacija tetrodotoksina kao aktivnog sastojka u zombi prašini ima značajnu znanstvenu vrijednost (Lallanilla, 2013).

reference

  1. Benzer, T. (2015., 28. prosinca). Toksičnost tetoksotoksina. Oporavio se od emedicine.medscape.com.
  2. Gilbert, S. (2012., 13. svibnja). Tetrodotoksin. Preuzeto s toxipedia.org.
  3. Johnson, J. (S.F.). Tetrodotoksin ... drevni alkaloid iz mora ... Dobavljeno iz chm.bris.ac.uk.
  4. Lallanilla, M. (2013., 24. listopada). Kako napraviti zombi (ozbiljno). Preuzeto s livescience.com.
  5. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2017., 4. ožujka). PubChem Compound Database; CID = 11174599. Preuzeto iz usluge PubChem.
  6. Tetrodotoksin: način djelovanja. (2001). Dobavljeno iz life.umd.edu.
  7. Nacionalni institut za sigurnost i zdravlje na radu (NIOSH). (2014., 20. studenog). TETRODOTOKSIN: Biotoksin. Oporavio se od cdc.gov.
  8. Vaishali Bane, M. L. (2014). Tetrodotoksin: kemija, toksičnost, izvor, distribucija i detekcija. Toksini 6 (2), 693-755.