Tetradotoksiini (TTX) ominaisuudet, patofysiologia ja myrkyllisyys

tetrodotoksiini (TTX) on myrkky aminoperhidroquinazolina, joka löytyy pääasiassa kalasta ja munasarjoista Tetraodontiformes-järjestyksessä. 

Se on voimakas meren neurotoksiini, joka on nimetty kalojen järjestyksestä, johon se on yleisimmin liitetty, Tetraodontiformes (tetras-four ja odontos-hammas) tai puffer-kala.

Tetraodoni on varustettu neljällä suurella hampaalla, jotka ovat melkein fuusioituneita, muodostaen samanlaisen rakenteen kuin nokka, jota käytetään molluskien ja muiden selkärangattomien halkeamiseen, sekä korallin kaavinta ja riuttojen yleistä laiduntamista..

Tämän järjestyksen jäseniä ovat fahakan (Tetraodon fahaka), Kongon (Tetraodon miurus) puffin kala ja jättiläinen kinkkakala mbu (Tetraodon mbu)..

Fugu-suvun kala (F. flavidus, F. poecilonotus ja F. niphobles), Arothron (A. nigropunctatus), Chelonodon (Chelonodon spp.) Ja Takifugu (Takifugu rubripes) säilyttävät myös TTX: n ja siihen liittyvät analogit kudoksissaan (Johnson , SF).

Tetrodotoksiini (TTX) on luonnollinen toksiini, joka on vastannut ihmisen myrkytyksestä ja kuolemasta. Yleisin myrkytystapa on tällaisen saastuneen kalan nauttiminen, katsotaan a herkkumyymälä tietyissä kulinaarisissa kulttuureissa.

TTX: n uskotaan rajoittuvan Kaakkois-Aasian alueisiin, mutta viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että toksiini on levinnyt Tyynenmeren ja Välimeren alueille. TTX: lle ei ole tunnettua vastalääkettä, joka on voimakas natriumkanavan estäjä (Vaishali Bane, 2014).

indeksi

• 1 Ominaisuudet
• 2 Fysiopatologia
• 3 Myrkytyksen ja myrkyllisyyden vaiheet
• 4 "Zombie-pöly"
• 5 Viitteet

ominaisuudet

Tetradotoksiinin empiirinen kaava on C11H17N3O8 ja sen molekyylipaino on 319,268 g / mol. Se on väritön kiteinen kiinteä aine, joka tummenee kuumennettaessa yli 220 ° C: ssa (National Safety for Työsuojelu- ja työterveyslaitos (NIOSH), 2014).

Molekyyli on hyvin liukoinen veteen, sillä se pystyy liuottamaan 1 x 106 grammaa litraa kohti. Sen pKa on 8,76 ja se on termisesti stabiili paitsi emäksisessä väliaineessa, jossa se vapauttaa myrkyllisiä typen oksidihöyryjä (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Tetrodotoksiinin turva-arkki täsmentää, että oraalinen tappava annos (LD50) hiirille on 334 μg / kg. Olettaen, että ihmisten tappava annos on samanlainen, 25 milligramman tetrodotoksiinin odotetaan tappavan 75 kg: n henkilön.

Annos, joka tarvitaan tappavan annoksen saavuttamiseksi injektiota kohti, on paljon pienempi, 8 μg / kg tai hieman yli puolet milligrammaa 75 kg: n (170 lb) henkilön tappamiseksi (Gilbert, 2012).

Äskettäin tehty tetrodotoksiinia koskeva tutkimus osoittaa, että tetrodotoksiini, jota käytetään yhdessä bupivakaiinin kanssa, pidentää paikallista anestesiavaikutusta.

Wex Pharmaceuticals tutkii tetrodotoksiinia kroonisen kivun hoitoon ja pitkälle edenneen syöpäpotilaiden tutkimuksiin sekä opioidiriippuvuuden hoitoon (Benzer, 2015).

patofysiologia

Natriumionien virtaus hermosoluissa on välttämätön vaihe hermoimpulssien johtamisessa hermosoluissa ja aksonien pitkin. Normaaleilla aksonisoluilla on korkeat K + -ionien pitoisuudet ja alhaiset Na + -ionien pitoisuudet ja niillä on negatiivinen potentiaali.

Axonin stimulaatio johtaa toimintapotentiaaliin, joka johtuu Na + -ionien virtauksesta solussa ja positiivisen membraanipotentiaalin muodostumisesta. Tämän depolarisaation eteneminen hermopäätelaitteella ennakoi kaikki muut tapahtumat.

Na + -ionit virtaavat solukalvon läpi käyttäen natriumionikanavaa, kanava, joka on selektiivinen natriumionien suhteen kaliumioneissa suuruusluokkaa käyttäen.

Kanava muodostuu yhdestä peptidiketjusta, jossa on neljä toistuvaa yksikköä, kukin yksikkö koostuu kuudesta transmembraaniheliksestä. Transmembraanihuokos muodostuu, kun neljä yksikköä taitetaan klusteriksi, jossa huokos keskellä (kuva 3).

Tetrodotoksiini toimii estämällä hermoimpulssien johtuminen hermosäikeitä ja aksoneja pitkin. Uhri kuolee lopulta hengitysteiden halvaantumisesta.

Molekyyli on melko spesifinen estämään Na + -ionikanavan ja siten Na + -ionien virtauksen vaikuttamatta K + -ioneihin. Liitos kanavaan on suhteellisen kapea (Kd = 10-10 nM). Samalla kun hydratoitu natriumioni sitoutuu palautuvasti nanosekunnissa, tetrodotoksiini on sidottu kymmeniä sekunteja.

Tetrodotoksiini, joka on paljon suurempi kuin natriumioni, toimii samoin kuin korkki pullossa ja estää natriumin virtauksen, kunnes se hitaasti hajoaa. Kuolemaan johtava tetrodotoksiiniannos on vain yksi milligramma.

Tetrodotoksiini kilpailee hydratoidun natriumkationin kanssa ja menee Na + -kanavaan, johon se sitoutuu. Ehdotetaan, että tämä liitos johtuu tetrodotoksiinissa positiivisesti varautuneen guanidino- ryhmän ja negatiivisesti varautuneiden karboksylaattiryhmien vuorovaikutuksesta kanavan suussa olevissa sivuketjuissa.

Saksitoksiini, luonnollinen dinoflagellaattien tuote, toimii samalla tavalla ja on myös voimakas neurotoksiini.

Isännän natriumionikanavan täytyy olla erilainen kuin uhrin kanavan, koska sen ei pitäisi olla herkkiä toksiinille. On osoitettu, että ilmakupakalojen tapauksessa natriumionikanavan proteiini on läpäissyt mutaation, joka muuttaa aminohapposekvenssiä, joka tekee kanavan epäherkäksi tetrodotoksiinille.

Spontaani mutaatio, joka aiheutti tämän rakennemuutoksen, on hyödyllinen puffer-kaloille, koska se antoi hänelle mahdollisuuden sisällyttää symbioottiset bakteerit ja käyttää toksiinia, joka tuottaa parhaan hyödyn.

Myrkytyksen ja myrkyllisyyden vaiheet

Myrkytyksen ensimmäinen oire on huulien ja kielen lievä tunnottomuus, joka ilmestyy 20 minuutin ja kolmen tunnin välein ruukun kalan syömisen jälkeen..

Seuraava oire on kasvojen ja raajojen parestesian lisääntyminen, jota voi seurata kevyyyden tai kelluvan tunteen. Saatat myös kokea päänsärkyä, kipua kipua, pahoinvointia, ripulia ja / tai oksentelua.

Joskus saattaa esiintyä joitakin rumpuja tai kävelyvaikeuksia. Myrkytyksen toinen vaihe on kasvava halvaus. Monet uhrit eivät pysty liikkumaan ja jopa istuminen voi olla vaikeaa.

Hengitysvaikeuksia esiintyy yhä enemmän, kun puhetta vaikuttaa, ja uhri aiheuttaa yleensä hengenahdistusta, syanoosia ja hypotensiota. Paralyysi lisääntyy ja kohtauksia, henkistä heikkenemistä ja sydämen rytmihäiriöitä voi esiintyä.

Vaikka uhri on täysin halvaantunut, se voi olla tajuissaan ja joissakin tapauksissa täysin kirkas vasta vähän ennen kuolemaa. Kuolema tapahtuu yleensä 4 - 6 tunnin kuluessa, tunnettu alue on noin 20 minuuttia - 8 tuntia.

Vuosina 1974–1983 Japanissa oli 646 fugu-myrkytystä, joista 179 kuoli. Enintään 200 tapausta arvioidaan vuosittain, kun kuolleisuus on lähes 50 prosenttia.

Indo-Tyynenmeren maiden ulkopuolella esiintyvät taudit ovat harvinaisia, ja Yhdysvalloissa on vain muutamia tapauksia. Japanilaisen hallituksen on hyväksyttävä Sushi-kokit, jotka haluavat valmistaa fugu.

Tetrodotoksiini on kymmenen kertaa tappavampi kuin Kaakkois-Aasian kraitimyria, joka puolestaan ​​on 10–100 kertaa enemmän tappavaa kuin musta lesken hämähäkkimyrkky, kun sitä annetaan hiirille ja yli 10 000 kertaa enemmän tappavaa kuin syanidi.

Sillä on sama toksisuus kuin saksitoksiinilla, joka aiheuttaa paralyyttistä äyriäisten myrkytystä (sekä TTX että saksitoksiini estävät Na + -kanavan ja molemmat löytyvät pufer-kalan kudoksista).

"Zombie-pöly"

Erityisen utelias yksityiskohta TTX: n suhteen on sen käyttö ns. Zombie-pölyssä. Useiden raporttien mukaan voodoo-papit, joita kutsutaan bokoriksi, luovat valkoisen ja pölyisen yhdisteen, jota kutsutaan coupé poudre -nimeksi.

Tämän jauheen ainesosat voivat oletettavasti kääntää henkilön zombiksi. 1980-luvulla Harvardin etnobotanisti Wade Davis matkusti Haitiin tutkimaan zombeja ja "zombien pölyä"..

Vaikka eri bokorit käyttivät jauheissaan erilaisia ​​ainesosia, Davis totesi, että "on viisi vakiintunutta eläinainetta: ihmisen jäänteet palavat ja haudattu (yleensä luu), pieni puun sammakko, monivärinen mato, suuri New World -rupu ja yksi tai useampi laji ilmapallon kala.

Voimakkaimmat ainesosat ovat globefish, joka sisältää tappavia neurotoksiineja, jotka tunnetaan nimellä tetrodotoksiini, Davis kirjoitti Harperin lehdessä.

Vaikka tiedeyhteisö on kritisoinut Davisin tutkimusta, on kiistatonta, että hänen tetrodotoksiinin tunnistaminen aktiivisena ainesosana zombie-pölyssä on merkittävää tieteellistä ansiota (Lallanilla, 2013).

viittaukset

1. Benzer, T. (2015, 28. joulukuuta). Tetoksotoksiinitoksisuus. Palautettu osoitteesta emedicine.medscape.com.
2. Gilbert, S. (2012, 13. toukokuuta). Tetrodotoksiini. Haettu osoitteesta toxipedia.org.
3. Johnson, J. (S.F.). Tetrodotoksiini ... antiikin alkaloidi merestä ... Haettu osoitteesta chm.bris.ac.uk.
4. Lallanilla, M. (2013, 24. lokakuuta). Miten tehdä zombie (vakavasti). Haettu osoitteesta livescience.com.
5. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. (2017, maaliskuu 4). PubChem-yhdistelmätietokanta; CID = 11174599. Haettu PubChemistä.
6. Tetrodotoksiini: toimintatapa. (2001). Haettu osoitteesta life.umd.edu.
7. Kansallinen työterveyslaitos (NIOSH). (2014, marraskuu 20). TETRODOTOKSIIN: Biotoksiini. Palautettu cdc.gov.
8. Vaishali Bane, M. L. (2014). Tetrodotoksiini: kemia, myrkyllisyys, lähde, jakautuminen ja havaitseminen. Toxins 6 (2), 693 - 755.