Vlastnosti tetradotoxinu (TTX), patofyziologie a toxicita

tetradotoxin (TTX) je jed aminoperhidrochinazoliny, který se vyskytuje hlavně v játrech a vaječnících ryb v pořadí Tetraodontiformes. 

Jedná se o mocný mořský neurotoxin, pojmenovaný podle pořadí ryb, jehož je nejčastěji asociován, Tetraodontiformes (tetras-čtyři a odontos-tooth) nebo ryba ryba.

Tetraodon je vybaven čtyřmi velkými zuby, které jsou téměř roztavené a tvoří strukturu podobnou zobáku používanému k prasknutí měkkýšů a jiných bezobratlých, stejně jako ke škrábání korálů a obecné pastvy útesů..

Členové této zakázky zahrnují rybu fukaka fukaka (Tetraodon fahaka), rybu rodu Kongo (Tetraodon miurus) a rybu obrovského muf (Tetraodon mbu)..

Pufferfish rod Fugu (F. flavidus, F. a F. poecilonotus niphobles), Arothron (A. nigropunctatus), Chelonodon (Chelonodon spp.) A Takifugu (Takifugu rubripes) obchod TTX a jeho analogy v jejich tkáních (Johnson , SF).

Tetrodotoxin (TTX) je přírodní toxin, který je zodpovědný za otravu člověka a smrt. Nejběžnějším způsobem otravy je požití tohoto typu kontaminovaných ryb, považovaných za lahůdky v určitých kulinářských kulturách.

TTX je věřil být omezený na jihovýchodní Asie oblasti, ale nedávné studie ukázaly, že toxin se rozšířil do oblastí v Pacifiku a Středomoří. Není známo žádné antidotum pro TTX, které je účinným inhibitorem sodíkových kanálů (Vaishali Bane, 2014).

Index

• 1 Vlastnosti
• 2 Fyziopatologie
• 3 Fáze intoxikace a toxicity
• 4 "Prach zombie"
• 5 Odkazy

Vlastnosti

Empirický vzorec tetradotoxinu je C11H17N3O8 a jeho molekulová hmotnost je 319,268 g / mol. Je to bezbarvá krystalická pevná látka, která při zahřátí nad 220 ° C ztmavne (Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH), 2014).

Molekula je velmi rozpustná ve vodě a je schopna rozpustit 1 x 106 gramů na litr. Má pKa 8,76 a je tepelně stabilní s výjimkou alkalického prostředí, kde uvolňuje toxické výpary oxidů dusíku (Národní centrum pro informace o biotechnologiích, 2017).

Bezpečnostní list tetrodotoxinu uvádí, že perorální střední letální dávka (LD50) u myší je 334 μg na kg. Za předpokladu, že letální dávka pro člověka je podobná, očekává se, že 25 miligramů tetrodotoxinu zabije osobu o hmotnosti 75 kg..

Množství potřebné k dosažení letální dávky na injekci je mnohem nižší, 8 μg na kg, nebo o něco více než polovina miligramu k usmrcení osoby o hmotnosti 75 kg (170 liber) (Gilbert, 2012).

Nedávná studie s použitím tetrodotoxinu terapeuticky ukazuje, že tetrodotoxin používaný společně s bupivakainem prodlužuje lokální anestetický účinek.

Tetrodotoxin je vyšetřován společností Wex Pharmaceuticals pro léčbu chronické bolesti a ve studiích u pacientů s pokročilým karcinomem, jakož i při léčbě závislosti na opioidech (Benzer, 2015)..

Patofyziologie

Tok iontů sodíku v nervových buňkách je nezbytným krokem při vedení nervových impulzů ve vláknech excitovatelných nervů a podél axonů. Normální axonální buňky mají vysoké koncentrace iontů K + a nízké koncentrace iontů Na + a mají negativní potenciál.

Stimulace axonu má za následek akční potenciál vyplývající z proudění iontů Na + v buňce a vytváření pozitivního membránového potenciálu. Šíření této depolarizace podél nervového terminálu předjímá všechny ostatní události.

Ionty Na + protékají buněčnou membránou s použitím sodíkových iontových kanálů, kanálu, který je selektivní pro ionty sodíku na draslíkových iontech řádově podle velikosti.

Kanál je tvořen jedním peptidovým řetězcem se čtyřmi opakovanými jednotkami, přičemž každá jednotka sestává ze šesti transmembránových helixů. Trans-membránový pór je tvořen, když jsou čtyři jednotky složeny do klastru s pórem ve středu (obrázek 3)..

Tetrodotoxin působí tak, že blokuje vedení nervových impulzů podél nervových vláken a axonů. Oběť nakonec zemře na respirační paralýzu.

Molekula je zcela specifická pro blokování Na + iontového kanálu, a tedy pro tok Na + iontů, aniž by měla nějaký vliv na K + ionty. Spojení s kanálem je relativně úzké (Kd = 10-10 nM). Zatímco se hydratovaný sodíkový ion váže reverzibilně v nanosekundovém časovém měřítku, tetrodotoxin je vázán na desítky sekund.

Tetrodotoxin, mnohem větší než sodíkový iont, působí jako láhev v láhvi, což zabraňuje toku sodíku, dokud se pomalu nerozptýlí. Smrtelná dávka tetrodotoxinu je pouze jeden miligram.

Tetrodotoxin soutěží s hydratovaným sodíkovým kationtem a vstupuje do kanálu Na +, ke kterému se váže. Navrhuje se, aby tento svazek byl výsledkem interakce guanidinové skupiny pozitivně nabité v tetrodotoxinu a negativně nabitých karboxylátových skupinách v postranních řetězcích v ústí kanálu..

Saxitoxin, přírodní produkt dinoflagelátů, působí podobným způsobem a je také silným neurotoxinem.

Kanál sodíkových iontů v hostiteli musí být odlišný od kanálu oběti, protože by neměl být citlivý na toxin. Bylo prokázáno, že u balónkových ryb prošel protein sodíkových iontových kanálů mutací, která mění aminokyselinovou sekvenci, což činí kanál necitlivým na tetrodotoxin..

Spontánní mutace, která způsobila tuto strukturní změnu, je prospěšná pro ryby, které jsou schopny použít puffer ryby, protože mu umožňovala začlenit symbiotické bakterie a použít toxin, který produkuje v nejlepší prospěch..

Fáze intoxikace a toxicity

Prvním příznakem intoxikace je mírná znecitlivění rtů a jazyka, která se objevuje mezi 20 minutami a třemi hodinami po jídle ryby..

Dalším příznakem je rostoucí parestézie v obličeji a končetinách, po které mohou následovat pocity lehkosti nebo plovoucí. Můžete také pociťovat bolest hlavy, bolest v epigastriu, nevolnost, průjem a / nebo zvracení.

Občas se může vyskytnout nějaké bubnování nebo potíže s chůzí. Druhou fází intoxikace je rostoucí ochrnutí. Mnoho obětí se nedokáže pohybovat a dokonce i sezení může být obtížné.

Tam je rostoucí respirační úzkost, kde je postižena řeč, a oběť obvykle představuje dušnost, cyanóza a hypotenze. Může se objevit paralýza a záchvaty, mentální zhoršení a srdeční arytmie.

Oběť, i když je zcela ochrnutá, může být vědomá a v některých případech zcela jasná až krátce před smrtí. K úmrtí obvykle dochází během 4 až 6 hodin, se známým rozsahem přibližně 20 minut až 8 hodin.

Od 1974 k 1983 tam bylo 646 případů otravy fugu v Japonsku, s 179 smrtmi. Byly hlášeny odhady až 200 případů ročně s úmrtností blízkou 50%.

Ohniska mimo Indo-Tichomoří jsou vzácná, ve Spojených státech je hlášeno jen několik případů. Sushi kuchaři, kteří chtějí připravit fugu, musí být schváleni japonskou vládou.

Tetrodotoxin je desetkrát více než smrtící jed krait jihovýchodní Asie, což je o 10 až 100 krát více smrtící, než jedu černé vdova po podání myším a více než 10.000 krát více než smrtící kyanid.

Má stejnou toxicitu jako saxitoxin, který způsobuje paralytickou otravu měkkýšů (jak TTX, tak saxitoxin blokují kanál Na + a oba se nacházejí v tkáních ryb kmene)..

"Prach zombie"

Zvláště zvědavý detail ohledně TTX je jeho použití v takzvaném zombie prachu. Podle četných zpráv, voodoo kněží známý jako bokor vytvořit bílou a prašnou směs zvanou kupé poudre.

Složky v tomto prášku mohou údajně změnit člověka na zombie. V 80-tých letech, Harvard ethnobotanist, Wade Davis, cestoval na Haiti vyšetřovat zombie a “prach zombie” \ t.

Ačkoli jiný Bokor používají různé přísady v jejich prášků, Davis zjistil, že „existuje pět ingredience konstantní zvířata spálené lidské ostatky a pohřbili (obvykle kost), malá rosnička, je mnohoštětinatec červa, velkou ropuchu New World a jeden nebo více druhů balónu ryb.

Nejúčinnější složky jsou globefish, které obsahují smrtící neurotoxiny známé jako tetrodotoxin, “napsal Davis v časopisu Harper's Magazine.

Ačkoli vědecká komunita kritizovala Davisův výzkum, je nepopiratelné, že jeho identifikace tetrodotoxinu jako aktivní složky v zombie prachu má značnou vědeckou hodnotu (Lallanilla, 2013).

Odkazy

1. Benzer, T. (2015, 28. prosince). Tetoxotoxinová toxicita. Obnoveno z emedicine.medscape.com.
2. Gilbert, S. (2012, 13. května). Tetrodotoxin Zdroj: toxipedia.org.
3. Johnson, J. (S.F.). Tetrodotoxin ... starodávný alkaloid z moře ... Zdroj: chm.bris.ac.uk.
4. Lallanilla, M. (2013, 24. října). Jak si vyrobit zombie (vážně). Získané ze lifecience.com.
5. Národní centrum pro biotechnologické informace. (2017, 4. března). PubChem Compound Database; CID = 11174599. Získáno z PubChem.
6. Tetrodotoxin: způsob účinku. (2001). Zdroj: life.umd.edu.
7. Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH). (2014, 20. listopadu). TETRODOTOXIN: Biotoxin. Obnoveno z cdc.gov.
8. Vaishali Bane, M. L. (2014). Tetrodotoxin: chemie, toxicita, zdroj, distribuce a detekce. Toxiny 6 (2), 693-755.