Tetradotoksiin (TTX) omadused, patofüsioloogia ja toksilisus



The tetradotoksiin (TTX) on aminoperhidroquinazolina mürk, mida leidub peamiselt kalades ja munasarjades Tetraodontiformes'i järjekorras.. 

See on võimas mere neurotoksiin, mida nimetatakse nende kalade järjekorraks, millesse seda kõige sagedamini seostatakse, Tetraodontiformes (tetras-four ja odontos-hammas) või puffer kala.

Tetraodon on varustatud nelja suure hambaga, mis on peaaegu sulatatud, moodustades sarnase nõela, mida kasutatakse molluskide ja muude selgrootute pragunemiseks, samuti korallide kraapimiseks ja riffide üldiseks karjatamiseks..

Selle korralduse liikmed on fahaka (Tetraodon fahaka) puffikala, Kongo puukalad (Tetraodon miurus) ja hiiglane puffer kala mbu (Tetraodon mbu).

Perekonna Fugu (F. flavidus, F. poecilonotus ja F. niphobles), Arothroni (A. nigropunctatus), Chelonodoni (Chelonodon spp.) Ja Takifugu (Takifugu rubripes) puffi kala säilitab ka TTXi ja sellega seotud analooge oma kudedes (Johnson , SF).

Tetrodotoksiin (TTX) on looduslik toksiin, mis on vastutav inimese mürgistuse ja surma eest. Kõige tavalisem mürgitusviis on seda tüüpi saastunud kalade allaneelamine, mida peetakse a delikatessid teatud kulinaarsetes kultuurides.

Arvatakse, et TTX piirdub Kagu-Aasia piirkondadega, kuid hiljutised uuringud on näidanud, et toksiin on levinud Vaikse ookeani ja Vahemere piirkondadele. Teadaolevat antidooti ei ole TTXi jaoks, mis on tugev naatriumikanali inhibiitor (Vaishali Bane, 2014).

Indeks

  • 1 Omadused
  • 2 Füsiopatoloogia
  • 3 Mürgistuse ja mürgistuse etapid
  • 4 "Zombie tolm"
  • 5 Viited

Omadused

Tetradotoksiini empiiriline valem on C11H17N3O8 ja selle molekulmass on 319,268 g / mol. See on värvitu kristalne tahke aine, mis tumeneb kuumutamisel üle 220 ° C (riiklik tööohutuse ja töötervishoiu instituut (NIOSH), 2014).

Molekul on vees väga hästi lahustuv, olles võimeline lahustama 1 x 106 grammi liitri kohta. Selle pKa on 8,76 ja on termiliselt stabiilne, välja arvatud leeliselises keskkonnas, kus see vabastab mürgiseid lämmastikoksiidi suitsu (National Biotechnology Information, 2017).

Tetrodotoksiini ohutusleht määrab, et suukaudne surmav annus (LD50) hiirtele on 334 μg kg kohta. Eeldades, et inimeste surmav annus on sarnane, peaks 25 mg tetrodotoksiini tapma 75 kg inimese kohta..

Surmava doosi saavutamiseks vajalik kogus on palju väiksem, 8 μg kg kohta või veidi üle poole milligrammi 75 kg (170 naela) inimese tapmiseks (Gilbert, 2012).

Hiljutine tetrodotoksiini terapeutiline uuring näitab, et tetrodotoksiin, mida kasutatakse koos bupivakaiiniga, pikendab lokaalanesteetilist toimet.

Tetrodotoksiini uurib Wex Pharmaceuticals kroonilise valu raviks ja kaugelearenenud vähihaigetega patsientide uuringutes, samuti opioidisõltuvuse ravis (Benzer, 2015).

Patofüsioloogia

Naatriumioonide vool närvirakkudes on vajalik samm närviimpulsside juhtimisel ergastes närvikiududes ja aksonites. Normaalsetel aksonirakkudel on suured K + ioonide kontsentratsioonid ja madalad Na + ioonide kontsentratsioonid ning neil on negatiivne potentsiaal.

Axoni stimuleerimine põhjustab aktsioonipotentsiaali, mis tuleneb Na + ioonide voolust rakus ja positiivse membraanipotentsiaali tekkimisest. Selle depolarisatsiooni levimine piki närvi terminali ennustab kõiki teisi sündmusi.

Na + ioonid voolavad läbi rakumembraani naatrium-ioonikanali abil, mis on selektiivne naatriumioonide suhtes kaaliumiioonides suurusjärgus.

Kanal koosneb ühest peptiidahelast nelja korduva ühikuga, millest igaüks koosneb kuuest transmembraansest heliitsest. Transmembraani poorid moodustuvad siis, kui neli ühikut on volditud klastrisse, mille poorid on keskel (joonis 3)..

Tetrodotoksiin blokeerib närviimpulsside juhtimist närvikiududel ja aksonitel. Ohver lõpuks sureb hingamisteede halvatusest.

Molekul on üsna spetsiifiline Na + ioonkanali ja seega ka Na + ioonide voolu blokeerimiseks, ilma et see mõjutaks K + iioone. Kanali ristmik on suhteliselt kitsas (Kd = 10-10 nM). Kuigi naatriumiooni naatriumioon seondub nanosekundilise ajastusega pöörduvalt, on tetrodotoksiin seotud kümnete sekunditega.

Tetrodotoksiin, mis on palju suurem kui naatriumioon, toimib pudelis korgina, mis takistab naatriumi voolamist, kuni see aeglaselt hajub. Surmaga lõppev tetrodotoksiini annus on ainult üks milligramm.

Tetrodotoksiin konkureerib hüdraatunud naatriumi katiooniga ja siseneb Na + kanalile, millega see seondub. Tehakse ettepanek, et see liit tuleneb tetrodotoksiini positiivselt laetud guanidino-rühma ja negatiivse laenguga karboksülaatrühmade koosmõjust kanali suudme kõrvalahelates..

Saksitoksiin, looduslik dinoflagellate toode, toimib sarnaselt ja on ka võimas neurotoksiin.

Peremeesorganismi naatriumioonikanal peab olema ohvri omast erinev, kuna see ei tohiks olla toksiinile vastuvõtlik. On näidatud, et ballooni kala puhul on naatrium-ioonkanali valk läbinud mutatsiooni, mis muudab aminohappejärjestust, mis muudab kanali tetrodotoksiini suhtes tundetuks.

Spontaanne mutatsioon, mis põhjustas selle struktuurimuutuse, on puffi kala jaoks kasulik, kuna see võimaldas tal lisada sümbiootilisi baktereid ja kasutada toksiini, mis annab oma parima eelise.

Mürgistuse ja mürgistuse etapid

Mürgistuse esimene sümptom on huulte ja keele kerge tuimus, mis ilmneb 20 minuti ja kolme tunni pärast pärast kalakala söömist.

Järgmine sümptom on kasvav paresteesia näol ja jäsemetel, millele võib järgneda kerge või ujukuva tunne. Teil võib tekkida ka peavalu, kõhuvalu, iiveldus, kõhulahtisus ja / või oksendamine.

Mõnikord võib esineda mõningaid trumleid või kõndimisraskusi. Mürgistuse teine ​​etapp on kasvav halvatus. Paljud ohvrid ei suuda liikuda ja isegi istung võib olla raske.

Hingamisraskused suurenevad, kui kõne on mõjutatud, ja ohvril on tavaliselt düspnoe, tsüanoos ja hüpotensioon. Võib tekkida paralüüs ja krambid, vaimne halvenemine ja südame rütmihäired.

Kuigi kannatanu on täielikult halvatud, võib ta olla teadlik ja mõnel juhul täiesti kirgas kuni varsti enne surma. Surm esineb tavaliselt 4 kuni 6 tunni jooksul, tuntud vahemikus umbes 20 minutit kuni 8 tundi.

Aastatel 1974–1983 oli Jaapanis 646 fugu mürgistust, 179 surmajuhtumit. Teatatud on kuni 200 juhtumi kohta aastas, kusjuures suremus on ligikaudu 50%.

Väljaspool Indo-Vaikse ookeani piirkonna riike esineb puhanguid harva, Ameerika Ühendriikides on teatatud vaid mõnest juhtumist. Sushi kokad, kes soovivad fugu valmistada, peavad olema Jaapani valitsuse poolt volitatud.

Tetrodotoksiin on kümme korda letaalsem kui Kagu-Aasia väina mürk, mis omakorda on 10–100 korda rohkem surmav kui must leski ämblikummi, kui seda manustatakse hiirtele ja rohkem kui 10 000 korda rohkem surmav kui tsüaniid.

Sellel on sama toksilisus kui saksitoksiinil, mis põhjustab paralüütilist karpide mürgistust (nii TTX kui ka saksitoksiin blokeerivad Na + kanali ja mõlemad leiduvad puffikala kudedes).

"Zombie tolm"

Eriti uudishimulik detail TTXi kohta on selle kasutamine nn. Arvukate aruannete kohaselt loovad voodoo preestrid, mida nimetatakse bokoriks, valge ja tolmuse ühendi, mida nimetatakse kupee poudre'iks.

Selle pulbri koostisosad võivad väidetavalt muuta inimese zombi. 1980. aastatel sõitis Harvardi etnobotanist, Wade Davis, Haiti, et uurida zombisid ja "zombide tolmu".

Kuigi erinevad bokorid kasutasid oma pulbrites erinevaid koostisosi, leidis Davis, et "on viis pidevat loomset koostisosa: inimese jääd põletatakse ja maetud (tavaliselt luu), väike puu-konn, polüketaadi uss, suur uus maailma kärnkonn ja üks või mitu liiki õhupalli kala.

Kõige tugevamad koostisosad on globefish, mis sisaldab surmavaid tetrodotoksiinina tuntud neurotoksiine, ”kirjutas Davis Harperi ajakirjas.

Kuigi teadlaskond on Davise uurimist kritiseerinud, on vaieldamatu, et tema tetrodotoksiini identifitseerimisel zombie-tolmu toimeainena on märkimisväärne teaduslik väärtus (Lallanilla, 2013).

Viited

  1. Benzer, T. (2015, 28. detsember). Tetoksotoksiini toksilisus. Taastatud emedicine.medscape.com.
  2. Gilbert, S. (2012, 13. mai). Tetrodotoksiin Välja otsitud aadressilt toxipedia.org.
  3. Johnson, J. (S.F.). Tetrodotoksiin ... iidne alkaloid merest ... Välja otsitud andmebaasist chm.bris.ac.uk.
  4. Lallanilla, M. (2013, 24. oktoober). Kuidas teha zombi (tõsiselt). Välja otsitud lifecience.com-lt.
  5. Riiklik biotehnoloogia teabekeskus. (2017, 4. märts). PubChem Compound andmebaas; CID = 11174599. Välja otsitud PubChemist.
  6. Tetrodotoksiin: toimeviis. (2001). Välja otsitud aadressilt life.umd.edu.
  7. Riiklik tööohutuse ja töötervishoiu instituut (NIOSH). (2014, 20. november). TETRODOTOKSIIN: Biotoksiin. Taastatud cdc.gov.
  8. Vaishali Bane, M. L. (2014). Tetrodotoksiin: keemia, toksilisus, allikas, levik ja tuvastamine. Toxins 6 (2), 693-755.