Свойства тетрадотоксина (ТТХ), патофизиология и токсичность

тетродотоксин (TTX) является ядом аминоперхидрохиназолина, который находится в основном в печени и яичниках рыб в порядке тетраодонтиформ. 

Это мощный морской нейротоксин, названный в честь отряда рыб, с которым он чаще всего ассоциируется, Tetraodontiformes (tetras-four и odontos-tooth) или рыба-фугу.

Тетраодон оснащен четырьмя большими зубцами, которые почти слиты, образуя структуру, похожую на клюв, используемый для расщепления моллюсков и других беспозвоночных, а также для чистки кораллов и общего выпаса рифов..

Членами этого ордена являются рыба-фахака (Tetraodon fahaka), рыба-конго (Tetraodon miurus) и гигантская рыба-фугу mbu (Tetraodon mbu)..

Рыба-фугу рода Fugu (F. flavidus, F. poecilonotus и F. niphobles), Arothron (A. nigropunctatus), Chelonodon (Chelonodon spp.) И Takifugu (Takifugu rubripes) также хранят ТТХ и родственные аналоги в своих тканях (Джонсон SF).

Тетродотоксин (ТТХ) является природным токсином, ответственным за отравление и смерть человека. Наиболее распространенным способом отравления является употребление в пищу этого типа зараженной рыбы, которая считается деликатесы в определенных кулинарных культурах.

Считается, что TTX ограничивается регионами Юго-Восточной Азии, но недавние исследования показали, что токсин распространился в регионах Тихого и Средиземного морей. Не существует известного антидота для ТТХ, который является мощным ингибитором натриевых каналов (Vaishali Bane, 2014).

индекс

• 1 свойства
• 2 Физиопатология
• 3 стадии интоксикации и токсичности
• 4 "Зомби пыль"
• 5 ссылок

свойства

Эмпирическая формула тетрадотоксина C11H17N3O8 и его молекулярный вес составляет 319,268 г / моль. Это бесцветное кристаллическое твердое вещество, которое темнеет при нагревании выше 220 ° C (Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH), 2014).

Молекула очень хорошо растворяется в воде, способна растворяться 1 х 106 грамм на литр. Он имеет pKa 8,76 и является термически стабильным, за исключением щелочной среды, где он выделяет токсичные пары оксида азота (Национальный центр биотехнологической информации, 2017).

В листе безопасности для тетродотоксина указано, что средняя летальная доза (LD50) для мышей составляет 334 мкг на кг. Предполагая, что смертельная доза для человека аналогична, ожидается, что 25 мг тетродотоксина убьют человека весом 75 кг..

Количество, необходимое для достижения смертельной дозы на инъекцию, намного ниже, 8 мкг на кг, или чуть больше половины миллиграмма, чтобы убить человека весом 75 кг (170 фунтов) (Gilbert, 2012).

Недавнее исследование с использованием тетродотоксина в терапевтических целях показывает, что тетродотоксин, используемый вместе с бупивакаином, продлевает местный анестезирующий эффект.

Тетродотоксин исследуется Wex Pharmaceuticals для лечения хронической боли и в исследованиях у пациентов с запущенным раком, а также для лечения опиоидной зависимости (Benzer, 2015).

патофизиология

Поток ионов натрия в нервных клетках является необходимым шагом в проведении нервных импульсов в возбудимых нервных волокнах и вдоль аксонов. Нормальные аксонные клетки имеют высокие концентрации ионов K + и низкие концентрации ионов Na + и имеют отрицательный потенциал.

Стимуляция аксона приводит к потенциалу действия, возникающему из-за потока ионов Na + в клетке и генерации положительного мембранного потенциала. Распространение этой деполяризации по нервному окончанию предвещает все другие события.

Ионы Na + протекают через клеточную мембрану, используя ионный канал натрия, канал, который на порядок выбирает ионы натрия для ионов калия.

Канал состоит из одной пептидной цепи с четырьмя повторяющимися звеньями, каждый из которых состоит из шести трансмембранных спиралей. Трансмембранная пора образуется, когда четыре блока сложены в кластер с порами в центре (рисунок 3).

Тетродотоксин работает, блокируя проведение нервных импульсов вдоль нервных волокон и аксонов. Пострадавший в конечном итоге умирает от паралича дыхания.

Молекула достаточно специфична, чтобы блокировать ионный канал Na + и, следовательно, поток ионов Na +, не оказывая никакого влияния на ионы K +. Соединение с каналом является относительно узким (Kd = 10-10 нМ). В то время как гидратированный ион натрия связывается обратимо в масштабе наносекунды, тетродотоксин связывается в течение десятков секунд.

Тетродотоксин, намного больше, чем ион натрия, действует как пробка в бутылке, предотвращая поток натрия, пока он не начнет медленно диффундировать. Смертельная доза тетродотоксина составляет всего один миллиграмм..

Тетродотоксин конкурирует с гидратированным катионом натрия и попадает в канал Na +, с которым он связывается. Предполагается, что это объединение является результатом взаимодействия гуанидиновой группы, положительно заряженной в тетродотоксине и отрицательно заряженных карбоксилатных групп в боковых цепях в устье канала..

Сакситоксин, натуральный продукт динофлагеллят, действует аналогичным образом и является мощным нейротоксином.

Канал иона натрия в организме хозяина должен отличаться от такового у жертвы, поскольку он не должен быть чувствительным к токсину. Было показано, что для рыбы-баллона белок натриевого ионного канала подвергся мутации, которая изменяет аминокислотную последовательность, делая канал нечувствительным к тетродотоксину..

Спонтанная мутация, которая вызвала это структурное изменение, полезна для рыбы-пуховика, так как она позволила ему включить симбиотические бактерии и использовать токсин, который вырабатывает в своих лучших интересах.

Этапы интоксикации и токсичности

Первым симптомом интоксикации является легкое онемение губ и языка, которое появляется между 20 минутами и тремя часами после употребления рыбы фугу..

Следующим симптомом является увеличение парестезии на лице и конечностях, которое может сопровождаться ощущением легкости или плавания. Вы также можете испытывать головную боль, боль в эпигастральной области, тошноту, диарею и / или рвоту.

Иногда могут возникать некоторые барабаны или трудности при ходьбе. Вторая стадия опьянения - растущий паралич. Многие жертвы не могут двигаться, и даже сидеть может быть трудно.

При речевом расстройстве усиливается дыхательная недостаточность, и жертва обычно страдает одышкой, цианозом и гипотонией. Паралич усиливается и могут возникать судороги, ухудшение умственного развития и сердечная аритмия.

Жертва, хотя и полностью парализованная, может быть в сознании, а в некоторых случаях полностью осознанной, незадолго до смерти. Смерть обычно наступает в течение от 4 до 6 часов, с известным диапазоном примерно от 20 минут до 8 часов..

С 1974 по 1983 год в Японии было 646 случаев отравления фугу и 179 смертей. По оценкам, до 200 случаев в год со смертностью около 50%.

Вспышки за пределами индо-тихоокеанских стран редки, и в Соединенных Штатах зарегистрировано лишь несколько случаев. Повара-суши, которые хотят приготовить фугу, должны получить разрешение правительства Японии.

Тетродотоксин в десять раз более смертоносен, чем яд крейта Юго-Восточной Азии, который, в свою очередь, в 10-100 раз более смертоносен, чем яд паука черной вдовы при введении мышам, и более чем в 10000 раз смертельно опаснее цианид.

Он обладает той же токсичностью, что и сакситоксин, который вызывает паралитическое отравление моллюсками (как TTX, так и сакситоксин блокируют Na + канал, и оба обнаруживаются в тканях рыбы-фугу).

"Пыль зомби"

Особенно любопытной деталью, касающейся TTX, является его использование в так называемой зомби-пыли. Согласно многочисленным сообщениям, священники вуду, известные как бокор, создают белый и пыльный состав под названием купе-поудре..

Ингредиенты в этом порошке могут превратить человека в зомби. В 1980-х годах этноботаник Гарварда Уэйд Дэвис отправился в Гаити, чтобы исследовать зомби и «пыль зомби».

Хотя разные бокоры использовали разные ингредиенты в своих порошках, Дэвис обнаружил, что «существует пять постоянных ингредиентов животного происхождения: человеческие останки сожжены и похоронены (обычно кости), маленькая древесная лягушка, полихетский червь, большая жаба Нового Света и один или несколько видов баллонной рыбы.

Наиболее мощными ингредиентами являются глобусы, которые содержат смертельные нейротоксины, известные как тетродотоксины », - написал Дэвис в Harper's Magazine..

Хотя научное сообщество критиковало исследования Дэвиса, нельзя отрицать, что его идентификация тетродотоксина в качестве активного ингредиента в зомби-пыли имеет значительную научную ценность (Lallanilla, 2013).

ссылки

1. Benzer, T. (2015, 28 декабря). Токсичность токсинов. Восстановлено от emedicine.medscape.com.
2. Гилберт С. (2012, 13 мая). Тетродотоксин. Получено с toxipedia.org.
3. Джонсон, Дж. (С.Ф.). Тетродотоксин ... древний алкалоид из моря ... Получено с chm.bris.ac.uk.
4. Лалланилья, М. (2013, 24 октября). Как сделать зомби (серьезно). Получено с livescience.com.
5. Национальный центр биотехнологической информации. (2017, 4 марта). База данных PubChem Compound; CID = 11174599. Получено из ПабХима.
6. Тетродотоксин: способ действия. (2001). Получено от life.umd.edu.
7. Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH). (2014, 20 ноября). ТЕТРОДОТОКСИН: Биотоксин. Восстановлено из cdc.gov.
8. Вайшали Бэйн, М. Л. (2014). Тетродотоксин: химия, токсичность, источник, распределение и обнаружение. Токсины 6 (2), 693-755.