Tetradotoxin (TTX) Egenskaber, Patofysiologi og Toksicitet

den tetrodotoxin (TTX) er et gift af aminoperhidroquinazolina, der hovedsageligt findes i lever og æggestokke af fisk i størrelsesordenen Tetraodontiformes. 

Det er et kraftigt marine neurotoksin, der er opkaldt efter fiskens rækkefølge, som det er mest forbundet med, Tetraodontiformes (tetras-fire og odontos-tand) eller pufferfisk.

Den kuglefisk er udstyret med fire store tænder er næsten sammenvoksede, danner en næblignende anvendes til at knække bløddyr og andre hvirvelløse dyr struktur og til at skrabe koraller og generel græsning reef.

Medlemmerne af denne rækkefølge indeholde blowfish fahaka (kuglefisk fahaka), pufferfish Congo (Congo Pufferfish), og giant mbu puffer (kuglefisk mbu).

Pufferfish slægten Fugu (F. flavidus, F. og F. poecilonotus niphobles), Arothron (A. nigropunctatus), Chelonodon (Chelonodon spp.) Og Takifugu (Takifugu rubripes) butik TTX og beslægtede analoger i deres væv (Johnson , SF).

Tetrodotoxin (TTX) er et naturligt toksin, der har været ansvarlig for menneskets forgiftning og død. Den mest almindelige forgiftning er ved indtagelse af denne type forurenet fisk, betragtes som a delikatesser i visse kulinariske kulturer.

TTX menes at være begrænset til de sydøstasiatiske regioner, men nyere undersøgelser har vist, at toksinet har spredt sig til regioner i Stillehavet og Middelhavet. Der er ingen kendt modgift til TTX, der er en potent natriumkanalinhibitor (Vaishali Bane, 2014).

indeks

• 1 Egenskaber
• 2 fysiopatologi
• 3 stadier af forgiftning og toksicitet
• 4 "Zombie støvet"
• 5 referencer

egenskaber

Den empiriske formel for tetradotoxinet er C11H17N3O8 og dens molekylvægt er 319.268 g / mol. Det er et farveløst krystallinsk faststof, der mørkner ved opvarmning over 220 ° C (NIOSH), 2014).

Molekylet er meget opløseligt i vand, idet det er i stand til at opløse 1 x 106 gram pr. Liter. Den har en pKa på 8,76 og er termisk stabil undtagen i et alkalisk medium, hvor det frigiver giftige dampe af nitrogenoxid (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Sikkerhedsbladet for tetrodotoxin specificerer, at den orale median dødelige dosis (LD50) for mus er 334 μg pr. Kg. Forudsat at den dødelige dosis for mennesker er ens, forventes 25 milligram tetrodotoxin at dræbe en 75 kg person.

Den mængde, der er nødvendig for at opnå en dødelig dosis pr. Indsprøjtning, er meget lavere, 8 μg pr. Kg eller lidt over en halv milligram til dræbning af en person på 75 kg (Gilbert, 2012).

En nylig undersøgelse, der anvender tetrodotoxin, viser terapeutisk, at tetrodotoxin anvendt sammen med bupivacain forlænger lokalbedøvelsesvirkningen.

Tetrodotoxin undersøges af WEX Pharmaceuticals til behandling af kronisk smerte og undersøgelser i patienter med fremskreden cancer og til behandling af opioid afhængighed (Benzer, 2015).

patofysiologi

Strømningen af ​​natriumioner i nerveceller er et nødvendigt trin i ledningen af ​​nerveimpulser i spændende nervefibre og langs axoner. Normale axonale celler har høje koncentrationer af K + ioner og lave koncentrationer af Na + ioner og har et negativt potentiale.

Stimuleringen af ​​axonen resulterer i et aktionspotentiale, der opstår som følge af en strøm af Na + ioner inden i cellen og dannelsen af ​​et positivt membranpotentiale. Udbredelsen af ​​denne depolarisering langs nerverminalen forudsætter alle andre begivenheder.

Na + ioner strømme gennem cellemembranen ved hjælp ion natriumkanal, en kanal, der er selektiv for natriumioner end kaliumioner i en størrelsesorden.

Kanalen består af en enkelt peptidkæde med fire gentagne enheder, hver enhed bestående af seks transmembrane helikser. Transmembranpormen dannes, når de fire enheder foldes ind i en klynge med porens i midten (figur 3).

Tetrodotoxin virker ved at blokere ledningen af ​​nerveimpulser langs nervefibre og axoner. Ofret dør til sidst af åndedrætslamning.

Molekylet er ret specifikt at blokere Na + ionkanalen og dermed strømmen af ​​Na + ioner uden at have nogen virkning på K + ioner. Krydset til kanalen er relativt snævert (Kd = 10-10 nM). Mens den hydratiserede natriumion binder reversibelt på en nanosekundskala, er tetrodotoxin bundet til snesevis af sekunder.

Tetrodotoxin, meget større end natriumionen, virker som en kork i en flaske, der forhindrer strømmen af ​​natrium, indtil den langsomt diffunderer. En dødelig dosis tetrodotoxin er kun en milligram.

Tetrodotoxin konkurrerer med den hydratiserede natriumkation og kommer ind i Na + -kanalen, hvortil den binder. Det foreslås at denne union stammer fra interaktionen mellem guanidino-gruppen positivt ladet i tetrodotoxin og negativt ladede carboxylatgrupper i sidekæder ved kanalens munding.

Saxitoxin, et naturligt produkt af dinoflagellater, virker på en lignende måde og er også et kraftigt neurotoksin.

Natriumionkanalen i værten skal være forskellig fra ofret, da det ikke bør være modtageligt for toksinet. Det har vist sig, at for ballonfisk har natriumionkanalproteinet undergået en mutation, som ændrer aminosyresekvensen, hvilket gør kanalen ufølsom over for tetrodotoxin.

Den spontane mutation, der forårsagede denne strukturelle forandring, er gavnlig for pufferfisken, da den tillod ham at inkorporere de symbiotiske bakterier og anvende det toksin, der producerer til sit bedste fordel.

Faser af forgiftning og toksicitet

Det første symptom på forgiftning er en let følelsesløshed i læber og tunge, der vises mellem 20 minutter og tre timer efter at have spist pufferfisken.

Det næste symptom er den stigende paræstesi i ansigtet og i ekstremiteterne, som kan følges af følelser af lethed eller flydende. Du kan også opleve hovedpine, epigastrisk smerte, kvalme, diarré og / eller opkastning.

Af og til kan der forekomme tromler eller vanskeligheder med at gå. Den anden fase af forgiftning er den voksende lammelse. Mange ofre er ude af stand til at bevæge sig og endda sidde kan være svært.

Der er en stigende åndedrætsbesvær, hvor tale påvirkes, og offeret præsenterer normalt med dyspnø, cyanose og hypotension. Lammelseforøgelser og anfald, psykisk forringelse og hjertearytmi kan forekomme.

Overtrædelsen, selvom den er fuldstændig lammet, kan være bevidst og i nogle tilfælde fuldstændig klar indtil kort tid før døden. Døden opstår normalt inden for 4 til 6 timer, med et kendt interval på ca. 20 minutter til 8 timer.

Fra 1974 til 1983 var der 646 tilfælde af fuguforgiftning i Japan med 179 dødsfald. Der er rapporteret om op til 200 tilfælde om året med dødelighed tæt på 50%.

Udbrud uden for Indo-Stillehavslandene er sjældne, med kun få tilfælde rapporteret i USA. Sushi kokke, der ønsker at forberede fuguen, må godkendes af den japanske regering.

Tetrodotoxin er ti gange mere dødelig end gift krait Sydøstasien, som igen er 10 til 100 gange mere dødbringende end giften fra sorte enke edderkop når de indgives til mus og over 10.000 gange mere dødelig end cyanid.

Det har samme toksicitet som saxitoxin, der forårsager paralytisk skaldyrsforgiftning (både TTX og saxitoxin blokerer Na + -kanalen, og begge findes i vævene i pufferfisken).

"Zombie støvet"

En særlig nysgerrig detaljer vedrørende TTX er dens brug i det såkaldte zombie støv. Ifølge talrige rapporter skaber voodoo præster kendt som bokor en hvid og støvet forbindelse kaldet coupé poudre.

Ingredienserne i dette pulver kan tilsyneladende gøre en person til en zombie. I 1980'erne rejste Harvard-etnobotanisten Wade Davis til Haiti for at undersøge zombier og "zombies støv".

Selvom forskellige Bokor anvendt forskellige ingredienser i deres pulvere, Davis fandt, at "der er fem ingredienser konstante dyr brændte menneskelige rester og begravet (som regel ben), en lille løvfrø, en børsteorm, en stor tudse nye verden og en eller flere arter af ballonfisk.

De mest potente ingredienser er globefish, som indeholder dødelige neurotoksiner kendt som tetrodotoxin, "skrev Davis i Harper's Magazine.

Selv om det videnskabelige samfund har kritiseret Daviss forskning, er det ubestrideligt, at hans identifikation af tetrodotoxin som aktiv ingrediens i zombistøv har en betydelig videnskabelig fortjeneste (Lallanilla, 2013).

referencer

1. Benzer, T. (2015, 28 december). Tetoxotoksintoksicitet. Gendannet fra emedicine.medscape.com.
2. Gilbert, S. (2012, maj 13). Tetrodotoxin. Hentet fra toxipedia.org.
3. Johnson, J. (S.F.). Tetrodotoxin ... en gammel alkaloid fra havet ... Hentet fra chm.bris.ac.uk.
4. Lallanilla, M. (2013, 24 oktober). Sådan laver du en zombie (alvorligt). Hentet fra livescience.com.
5. National Center for Bioteknologi Information. (2017, 4. marts). PubChem Compound Database; CID = 11174599. Hentet fra PubChem.
6. Tetrodotoxin: Handlingsmåde. (2001). Hentet fra life.umd.edu.
7. Det nationale institut for arbejdsmiljø og sundhed (NIOSH). (2014, 20. november). TETRODOTOXIN: Biotoxin. Gendannet fra cdc.gov.
8. Vaishali Bane, M. L. (2014). Tetrodotoxin: Kemi, Toksicitet, Kilde, Distribution og Detektion. Toksiner 6 (2), 693-755.