Поділитися:
Властивості тетрадотоксину (TTX), патофізіології та токсичності
The тетрадотоксин (TTX) - отрута аміноперидрікіназоліну, яка зустрічається головним чином в печінці і яєчниках риб у порядку тетраодонтиформ.
Це потужний морський нейротоксин, названий по порядку риби, з якого він найчастіше асоціюється, Tetraodontiformes (tetras-four і odontos-tooth) або риба-пуф.
Тетраодон обладнаний чотирма великими зубцями, які майже злиті, утворюючи структуру, схожу на дзьоб, що використовується для розтріскування молюсків та інших безхребетних, а також для вискоблювання коралів і загального випасу рифів..
Члени цього наказу включають риби-фуфики з фахаки (Tetraodon fahaka), риби-буханки Конго (Tetraodon miurus), а також гігантські риби-буханки mbu (Tetraodon mbu).
Риби фугу з роду Fugu (F. flavidus, F. poecilonotus і F. niphobles), аротрони (A. nigropunctatus), Chelonodon (Chelonodon spp.) І Takifugu (Takifugu rubripes) також зберігають ТТХ та аналогічні їм аналоги (Johnson) , SF).
Тетродотоксин (TTX) є природним токсином, який відповідає за людське отруєння і смерть. Найбільш поширеним способом отруєння є проковтування цього виду забрудненої риби, що вважається а делікатеси в деяких кулінарних культурах.
Вважається, що TTX обмежується регіонами Південно-Східної Азії, але останні дослідження показали, що токсин поширився на регіони Тихого і Середземноморського регіонів. Не існує відомого антидоту для TTX, який є потужним інгібітором натрієвих каналів (Vaishali Bane, 2014)..
Індекс
- 1 Властивості
- 2 Фізіопатологія
- 3 Стадії інтоксикації та токсичності
- 4 "зомбі пил"
- 5 Посилання
Властивості
Емпіричною формулою тетрадотоксина є C11H17N3O8, його молекулярна маса становить 319,268 г / моль. Це безбарвне кристалічне тверде речовина, яке темніє при нагріванні вище 220 ° C (Національний інститут охорони праці (NIOSH), 2014).
Молекула дуже розчинна у воді, здатна розчиняти 1 х 106 грамів на літр. Вона має pKa 8,76 і є термічно стійкою, за винятком лужного середовища, де вивільняється токсичний парів оксиду азоту (Національний центр біотехнологічної інформації, 2017).
Аркуш безпеки для тетродотоксину вказує, що пероральна середня летальна доза (ЛД50) для мишей становить 334 мкг на кг. Припускаючи, що смертельна доза для людини аналогічна, очікується, що 25 міліграм тетродотоксину вб'ють 75-кілограмову особу.
Кількість, необхідна для досягнення летальної дози на ін'єкцію, набагато нижча, 8 мкг на кг, або трохи більше половини міліграма, щоб вбити 75 кг (170 фунтів) людини (Gilbert, 2012)..
Недавнє дослідження з використанням тетродотоксину терапевтично показує, що тетродотоксин, що використовується разом з бупівакаїном, подовжує місцевий анестезуючий ефект.
Тетродотоксин досліджується компанією Wex Pharmaceuticals для лікування хронічного болю та в дослідженнях у пацієнтів з поширеним раком, а також для лікування опіоїдної залежності (Benzer, 2015).
Патофізіологія
Потік іонів натрію в нервових клітинах є необхідним кроком у проведенні нервових імпульсів у збудливих нервових волокнах і уздовж аксонів. Нормальні аксональні клітини мають високі концентрації іонів K + і низькі концентрації іонів Na + і мають негативний потенціал.
Стимуляція аксона призводить до потенціалу дії, що виникає в результаті потоку іонів Na + в клітці і генерації позитивного мембранного потенціалу. Розповсюдження цієї деполяризації вздовж нервового терміналу передбачає всі інші події.
Іони Na + протікають через клітинну мембрану за допомогою іонного каналу натрію, каналу, який селективний до іонів натрію на іони калію на порядок величини.
Канал складається з однієї пептидної ланцюга з чотирма повторюваними одиницями, кожна з яких складається з шести трансмембранних спіралей. Трансмембранні пори формуються, коли чотири одиниці складаються в кластер з порами в центрі (фіг.3)..
Тетродотоксин діє шляхом блокування провідності нервових імпульсів по нервовим волокнам і аксонам. Потерпілий врешті-решт вмирає від паралічу дихання.
Молекула досить специфічна для блокування каналу іонів Na + і, отже, потоку іонів Na + без будь-якого впливу на іони K +. Перехід до каналу є відносно вузьким (Kd = 10-10 нм). Хоча гідратований іон натрію оборотно зв'язується в наносекундному часовому масштабі, тетродотоксин пов'язаний на десятки секунд.
Тетродотоксин, набагато більший, ніж іон натрію, діє як пробка в пляшці, запобігаючи потік натрію, поки він не повільно дифундує. Фатальна доза тетродотоксину становить лише один міліграм.
Тетродотоксин конкурує з гідратованим катіоном натрію і надходить в канал Na +, до якого він зв'язується. Запропоновано, що це об'єднання є результатом взаємодії гуанідинової групи, позитивно зарядженої в тетродотоксині і негативно заряджених карбоксилатних групах в бічних ланцюгах у гирлі каналу..
Сакситоксин, природний продукт динофлагеллят, діє аналогічно і також є потужним нейротоксином.
Іонний канал натрію в хазяїні повинен відрізнятися від каналу жертви, оскільки він не повинен бути чутливим до токсину. Було показано, що для балонної риби білок натрієвого іонного каналу зазнав мутації, яка змінює амінокислотну послідовність, що робить канал нечутливим до тетродотоксину.
Спонтанна мутація, що спричинила цю структурну зміну, є корисною для риби-паротика, оскільки вона дозволила йому включити симбіотичні бактерії і використати токсин, який дає найкращу перевагу.
Стадії інтоксикації та токсичності
Першим симптомом інтоксикації є незначна оніміння губ і язика, яка з'являється від 20 хвилин до 3 годин після їжі риби..
Наступним симптомом є підвищення парестезії в обличчі і кінцівках, за яким можуть слідувати відчуття легкості або плавання. Ви також можете відчувати головний біль, епігастральну біль, нудоту, діарею та / або блювоту.
Іноді можуть виникати певні барабани або труднощі при ходьбі. Другим етапом інтоксикації є зростаючий параліч. Багато жертв не можуть рухатися, і навіть сидіти можуть бути важкими.
Існує зростаюче дихальний дистрес, де порушується мова, і жертва зазвичай має задишку, ціаноз і гіпотензію. Збільшується параліч і можуть виникати судоми, психічне погіршення і серцева аритмія.
Потерпілий, хоча і повністю паралізований, може бути свідомим і в деяких випадках повністю усвідомленим лише незадовго до смерті. Смерть зазвичай відбувається протягом від 4 до 6 годин, з відомим діапазоном приблизно від 20 хвилин до 8 годин.
З 1974 по 1983 роки в Японії було 646 випадків отруєння фугу, з них 179 смертей. Зафіксовані оцінки до 200 випадків на рік із смертністю близько 50%.
Спалахи за межами країн Індо-Тихоокеанського регіону є рідкісними, і лише декілька випадків повідомляються у Сполучених Штатах. Суші-кухарі, які хочуть приготувати фугу, повинні бути уповноважені урядом Японії.
Тетродотоксин в десять разів більше летальний, ніж південно-східний азіатський яд, який, у свою чергу, в 10-100 разів більше смертельний, ніж отрута павука чорної вдови при введенні мишам і більш ніж у 10 тисяч разів більше смертоносних ціанід.
Вона має таку ж токсичність, як і сакситоксин, що викликає паралітичне отруєння молюсків (як TTX, так і сакситоксин блокують канал Na +, і обидві знаходяться в тканинах риби-паротика).
"Зомбі пил"
Особливо цікавою деталлю щодо TTX є його використання у так званій зомбі-пилу. Згідно з численними повідомленнями, священики-вуду, відомі як бокор, створюють білий і пильний склад, що називається coupé poudre.
Інгредієнти цього порошку нібито можуть перетворити людину на зомбі. У 1980-х роках, Гарвардський етноботанік, Уейд Девіс, відвідав Гаїті, щоб розслідувати зомбі і "пил зомбі"..
Хоча різні бокори використовували різні інгредієнти в своїх порошках, Девіс виявив, що "є п'ять постійних інгредієнтів тварин: людські залишки спалені і поховані (як правило, кістки), невелика деревна жаба, поліхети, велика жаба Нового Світу і один або кілька видів балонної риби.
Найпотужнішими інгредієнтами є глобефіс, який містить смертельні нейротоксини, відомі як тетродотоксин, - написав Девіс в журналі Harper's.
Хоча наукова спільнота критикувала дослідження Девіса, не можна заперечувати, що його ідентифікація тетродотоксину як активного інгредієнта в зомбі-пилу має значні наукові переваги (Lallanilla, 2013).
Список літератури
- Benzer, T. (2015, 28 грудня). Тотоксин токсинів. Відновлено з emedicine.medscape.com.
- Gilbert, S. (2012, 13 травня). Тетродотоксин Отримано з toxipedia.org.
- Johnson, J. (S.F.). Тетродотоксин ... древній алкалоїд з моря ... Отримано з chm.bris.ac.uk.
- Lallanilla, M. (2013, 24 жовтня). Як зробити Zombie (Серйозно). Отримано з livescience.com.
- Національний центр біотехнологічної інформації. (2017, 4 березня). База даних PubChem Compound; CID = 11174599. Отримано з PubChem.
- Тетродотоксин: режим дії. (2001). Отримано з life.umd.edu.
- Національний інститут охорони праці (NIOSH). (2014, 20 листопада). ТЕТРОДОТОКСІН: Біотоксин. Відновлено з cdc.gov.
- Vaishali Bane, M. L. (2014). Тетродотоксин: хімія, токсичність, джерело, розподіл і виявлення. Токсини 6 (2), 693-755.