TETRODOTOKSINAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, POVEIKIS - CHEMIJA - 2025

Tetrodotoxin (TTX) yra nuodingas aminoperhidroquinazolina, rastas kepenų ir kiaušidės žvejoti užsakymą pūsliažuvės; įskaitant žuvis žuvis. Taip pat jis randamas šilumnešiuose, plokštuosiuose kirmėlėse (kraupiuose kirmėlėse), krabuose, mėlynai žieduojamuose aštuonkojuose ir daugybėje bakterijų.

Tarp bakterijų rūšių, kuriose randamas tetrodotoksinas (sutrumpintai kaip TTX), yra: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, taip pat kitos Vibrio ir Pseudomonas genties bakterijos. Iš čia galima suprasti, kad jo kilmė yra bakterinė.

Tetrodotoksino molekulė ir vienas iš natūralių jos šaltinių: pūslinė žuvis. Šaltinis: Originalus vaizdas (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivatūra: Capaccio

Tačiau egzokrininių liaukų, skirtų TTX sekrecijai išpūstose žuvyse, buvimas, taip pat jos laikymas mėlyna žieduoto aštuonkojo seilių liaukose parodė, kad kai kurie gyvūnai taip pat gali sugebėti ją susintetinti.

TTX veikia savo kūną blokuodamas neuronų aksonų ir griaučių bei lygiųjų raumenų ląstelių natrio kanalus; išskyrus širdies raumens ląsteles, turinčias TTX atsparius „vartus“.

Pagrindinė staigios žmogaus mirties priežastis, kurią sukelia TTX, yra jos paralyžiuojantis poveikis diafragmai ir tarpšonkauliniams raumenims; raumenys, reikalingi kvėpavimui. Todėl, nurijus TTX, mirtis įvyksta per kelias valandas.

Pelėms tetrodotoksino vidutinė mirtina peroralinė dozė (LD50) yra 334 µg / kg kūno svorio. Tuo tarpu kalio cianido LD50 yra 8,5 mg / kg. Tai reiškia, kad TTX yra maždaug 25 kartus galingesnis nuodas nei kalio cianidas.

Tetrodotoksino struktūra

Tetrodotoksino molekulinė struktūra. Šaltinis: „Benjah-bmm27“

Viršutinis paveikslėlis rodo tetrodotoksino molekulinę struktūrą su rutulių ir strypų modeliu. Raudonosios sferos atitinka deguonies atomus, mėlynos sferos - atitinkamai azoto atomus, o baltoji ir juodoji sferos - atitinkamai vandeniliams ir angliavandeniliams.

Jei trumpam sustosite prie O atomų, pamatysite, kad šeši iš jų yra kaip hidroksilo grupės, OH; todėl molekulės periferijoje yra šešios OH grupės. Tuo tarpu du likę atomai yra tarsi deguonimi prisotinti tiltai kondensuotų ciklinių vienetų viduje.

Kita vertus, beveik nėra azoto atomų, tačiau jie priklauso išskirtinei grupei: guanidino. Ši grupė gali turėti teigiamą krūvį, jei C = NH įgyja vandenilio joną, virsdamas C = NH ₂ ⁺ ; todėl jis būtų apatinėje molekulės dalyje. O viršuje, viršutinis -OH gali būti deprotonuojamas ir kaip -O ^- .

Taigi, tetrodotoksinas gali turėti du joninius krūvius tuo pačiu metu skirtinguose jo struktūros regionuose; kuris, nors ir gali atrodyti sudėtingas, supaprastinamas laikant jį narvu.

Narvų ir vandenilio tiltai

Tada tetrodotoksinas gali būti vaizduojamas kaip narvas, nes jo sulieti ciklai parodo kompaktišką struktūrą. Aukščiau buvo pasakyta, kad jos pakraščiuose yra šešios OH grupės (jei ji neturi neigiamo krūvio), be trijų NH grupių, priklausančių guanidino grupei (jei ji neturi teigiamo krūvio).

Iš viso tada molekulė gali paaukoti iki devynių vandenilio jungčių; Lygiai taip pat ji gali priimti tą patį skaičių tiltų ir dar du dėl vidinių deguonies atomų jo cikluose. Todėl minėtas narvas yra gana aktyvus tarpmolekulinių sąveikų atžvilgiu; Jis negali „pasivaikščioti“ nepastebėtas.

Tai reiškia, kad yra pakankamai azoto arba deguonies turinčio paviršiaus, kad tetrodotoksinas galėtų įsitvirtinti dėl stiprios sąveikos. Tiesą sakant, tai yra priežastis, kodėl ji blokuoja natrio kanalus, elgiasi kaip kamštinis narvelis, neleidžiantis Na ⁺ jonams patekti į ląsteles.

charakteristikos

Toliau minimos kai kurios tetrodotoksino savybės ar savybės:

-Jo molekulinė formulė yra C ₁₁ H ₁₇ N ₃ O _8, o molekulinė masė - 319,27 g / mol.

-TTX galima paruošti iš išpūstų žuvų kiaušidžių. Po homogenizacijos baltymai nusodinami ir supernatantas tiriamas aktyvuotos anglies chromatografija; iš 1000 g žuvies ikrų gaunama 8-9 g gryno TTX.

-Dehidratuotas TTX yra balti milteliai, tirpūs vandenyje ir praskiesta acto rūgštis; bet praktiškai netirpsta organiniuose tirpikliuose.

-Jis yra nestabilus, išskyrus šarminėje aplinkoje. Jis taip pat nestabilus, kaitinant iki 100ºC rūgščioje aplinkoje.

-Šildydamas iki 220 ºC, jis tamsėja, nesuyra.

-TTX naikina stiprios rūgštys ir šarmai.

-Jis turi disociacijos konstantą, pKa = 8,76 vandenyje, o pKa = 9,4 50% alkoholio.

-Tai yra mono rūgštinė bazė, stabili tarp pH 3 - 8,5.

-TTX toksiškumas pašalinamas veikiant 2% natrio hidroksidu 90 minučių.

-Nustatytas 1,3768 g / cm ³ TTX tankis . Taip pat buvo įvertinta 458,31 ºC virimo temperatūra.

Veiksmo mechanizmas

Natrio kanalo blokas

TTX blokuoja Na ⁺ kanalus , užkertant kelią veikimo potencialų ar nervinių impulsų sklidimui sužadinamose ląstelėse.

Neleidžiant plisti veikimo galimybėms, TTX sukelia raumenų ląstelių paralyžių, dėl kurio per trumpą laiką žūsta gyvūnai.

Na ⁺ kanalai , kaip ir kiti jonų kanalai, yra baltymai, kertantys plazmos membraną. Tai priklauso nuo įtampos; tai yra, jie sugeba reaguoti į tinkamą membranos potencialo kitimą atidarydami juos.

TTX yra maždaug 8 Å skersmens molekulė, esanti Na ⁺ kanalo išorėje ; tiksliai burnoje, suteikiančioje prieigą prie kanalo, neleidžiant į jį patekti Na ⁺ . Manoma, kad pakanka vienos TTX molekulės, kad būtų užblokuotas Na ⁺ kanalas .

Paralyžius

TTX, blokuodamas Na ⁺ patekimą, neleidžia formuotis veikimo potencialui neuronų ląstelėje, taip pat jo plitimui palei aksoną. Tokiu pat būdu užkertamas kelias raumenų ląstelėms formuotis veikimo potencialui, o tai reikalauja jų susitraukimo.

Todėl, nes raumenų ląstelės nesusitraukia, atsiranda jų paralyžius. Diafragmos ir tarpšonkaulinių raumenų atveju jų paralyžius blokuoja kvėpavimą, per kelias valandas sukeldamas mirtį.

Programos

Mažos TTX dozės turi analgezinį poveikį pacientams, kuriems yra stiprus skausmas, o ne įprastinis gydymas. Buvo gydyti 24 pacientai, kenčiantys nuo galutinio vėžio, jiems atlikus 31 gydymo ciklą, vartojant TTX dozes nuo 15 iki 90 µg per parą.

Dėl to 17 iš 31 ciklo buvo stebimas kliniškai reikšmingas skausmo intensyvumo sumažėjimas. Skausmas tęsėsi dvi ar daugiau savaičių. TTX veiksmingai palengvino stiprų ir ugniai atsparų skausmą daugumai vėžiu sergančių pacientų.

Be to, „Wex Pharmaceuticals“ įmonė tiria tetrodotoksino naudojimą skausmo gydymui pacientams, sergantiems pažengusiu vėžiu. Opiumo vartotojams taip pat reikia sumažinti suvartojamą vaisto dozę.

Poveikis kūnui

Parestezija

Maža TTX dozė sukelia paresteziją, tai yra dilgčiojimą ir tirpimą aplink burną, pirštus ir kojų pirštus. Šie simptomai taip pat yra dalis bendrų apsinuodijimo TTX simptomų.

Simptomai

Yra viso griaučių raumenų susitraukimai, pasireiškiantys sunkumu artikuliuoti žodžius ir nuryti. Apsinuodijusių žmonių mokiniai yra fiksuoti ir išsiplėtę. Dramatiškiausia, kad žmonės yra visiškai paralyžiuoti, tačiau sąmoningi.

Širdies ir kraujagyslių sistemos požymiams ir simptomams būdingas krūtinės skausmas, hipotenzija ir širdies aritmija. Kvėpavimo sistemos sutrikimas pasireiškia dusuliu ir cianozė; tai yra melsva odos ir burnos ertmės spalva.

Pykinimas, vėmimas ir viduriavimas dažniausiai būna virškinimo trakte.

Mirtis

Žmonių, kurie išgėrė TTX ir kurie nebuvo gydomi, mirštamumas yra didesnis nei 50%. Mirtis įvyksta per 4–6 valandas po apsinuodijimo.

Kai kuriais atvejais mirtis gali įvykti per 20 minučių. TTX gali nužudyti žmogų nuo 1 iki 4 mg.

Fugusas: mirtinas patiekalas

Anksčiau daugiausiai apsinuodijimų TTX sukėlė gerklų nurijimas. „Fugus“ yra patiekalas, kuris laikomas japoniško maisto delikatesu ir ruošiamas su pūsta žuvimi; kurioje didžiausia TTX koncentracija yra kepenyse ir lytinėse liaukose.

Šiuo metu yra nustatyta kontrolė, siekiant sumažinti apsinuodijimo riziką dėl šios priežasties. Žmonėms, kurie perdirba žuvis iš žuvies ir kurie ruošia bandeles, reikia keletą metų mokytis, kad įgytų įgūdžių, kurie jiems padės paruošti patiekalą.

Nuorodos

1. Lago, J., Rodríguez, LP, Blanco, L., Vieites, JM, & Cabado, AG (2015). Tetrodotoksinas, ypač stiprus jūrų neurotoksinas: pasiskirstymas, toksiškumas, kilmė ir terapinis panaudojimas. Jūrų narkotikai, 13 (10), 6384–6406. doi: 10.3390 / md13106384
2. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Tetrodotoksinas. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 11174599. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Vikipedija. (2019 m.). Tetrodotoksinas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
4. Chemijos knyga. (2017 m.). Tetrodotoksinas. Atkurta iš: chemicalbook.com
5. Narkotikų bankas. (2019 m.). Tetrodotoksinas. Atkurta iš: drugbank.ca