ТЕТРОДОТОКСИН: СТРУКТУРА, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРИЛОЖЕНИЯ, ЕФЕКТИ - ХИМИЯ - 2025

На тетродотоксин (ТТХ) е отровен aminoperhidroquinazolina, намерено в черния дроб и яйчниците риболов реда Tetraodontiformes; включително рибата подпухнала. По същия начин, той се среща в тритони, плоски червеи (плоски червеи), раци, синьо-пръстен октопод и в голям брой бактерии.

Сред бактериалните видове, в които е открит тетродотоксин (съкратено като TTX), са: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, както и други бактерии от рода Vibrio и Pseudomonas. Оттук може да се интуитира, че произходът му е бактериален.

Молекулата на тетродотоксина и един от неговите природни източници: бухналата риба. Източник: Оригинално изображение (GFDL / cc-by-sa): Liné1Производство: Capaccio

Въпреки това, наличието на екзокринни жлези за секрецията на TTX в подпухнала риба, както и съхраняването му в слюнчените жлези на синепръстния октопод, показаха, че някои животни могат също да имат способността да го синтезират.

TTX упражнява своето действие върху тялото, като блокира натриевите канали на невроналните аксони и скелетните и гладкомускулните клетки; с изключение на сърдечните мускулни клетки, които имат устойчиви на TTX „порти“.

Основната причина за внезапна смърт при човека, медиирана от TTX, е парализиращото му действие върху диафрагмата и междуребрените мускули; мускули, необходими за дишане. Следователно смъртта настъпва в рамките на няколко часа, след поглъщане на TTX.

Средната смъртоносна орална доза (LD50) на тетродотоксин за мишки е 334 µg / kg телесно тегло. Междувременно LD50 за калиев цианид е 8,5 mg / kg. Това означава, че TTX е около 25 пъти по-мощна отрова от калиевия цианид.

Структура на тетродотоксин

Молекулна структура на тетродотоксин. Източник: Benjah-bmm27

Горното изображение показва молекулната структура на тетродотоксин с модел на сфери и пръчки. Червените сфери съответстват на кислородните атоми, сините - на азотните атоми, а белите и черните - на водородите и въглеродите.

Ако спрете за момент на О-атомите, ще видите, че шест от тях се намират като хидроксилни групи, ОН; Следователно, в периферията на молекулата има шест ОН групи. Междувременно двата останали атома са като кислородни мостове в кондензирани циклични единици.

От друга страна, едва ли има три азотни атома, но те принадлежат към уникална група: гуанидино. Тази група може да носи положителен заряд ако C = NH получава водороден йон, трансформира в C = NH ₂ ⁺; следователно той ще бъде разположен в долната част на молекулата. Докато е в горната част, горната -OH може да бъде депротонирана и като -O ^-.

По този начин тетродотоксинът може да има два йонни заряда едновременно в различни области на своята структура; което, макар да изглежда сложно, се опростява, като се смята за клетка.

Клетки и водородни мостове

След това тетродотоксинът може да се визуализира като клетка, тъй като кондензираните му цикли представляват компактна структура. По-горе беше казано, че в периферията му има шест ОН групи (ако няма отрицателен заряд), в допълнение към три NH групи, принадлежащи към групата гуанидино (ако няма положителен заряд).

Общо тогава молекулата е способна да дарява до девет водородни връзки; И еднакво, той може да приеме същия брой мостове и още два заради вътрешните кислородни атоми в неговите цикли. Следователно споменатата клетка е доста активна по отношение на междумолекулните взаимодействия; Той не може да "ходи" наоколо, без да бъде забелязан.

Това означава, че има достатъчно, че има азотна или оксигенирана повърхност, за да се закрепи тетродотоксина поради силните взаимодействия. Всъщност това е причината да блокира натриевите канали, като се държи като коркова клетка, която предотвратява преминаването на Na ⁺ йони в клетки.

характеристики

Някои характеристики или свойства на тетродотоксин са споменати по-долу:

-Моята молекулна формула C ₁₁ H ₁₇ N ₃ O ₈ и молекулно тегло от 319,27 g / mol.

-TTX може да се приготви от яйчниците на подпухналата риба. След хомогенизиране протеините се утаяват и супернатантата се подлага на хроматография с активен въглен; получаване на 8-9 g чист TTX на 1000 g риба сърна.

-Дехидратираният TTX е бял прах, разтворим във вода и разредена оцетна киселина; но практически неразтворим в органични разтворители.

-Топлоустойчив е, освен в алкална среда. Нестабилен е и при нагряване до 100ºC в кисела среда.

-Когато се нагрее до 220 ºC, той потъмнява, без да се разлага.

-TTX се разрушава от силни киселини и основи.

-Има константа на дисоциация, pKa = 8,76 във вода, и pKa = 9,4 в 50% алкохол.

-То е монокиселинна основа, стабилна между рН 3 - 8,5.

-TTX токсичността се елиминира под действието на 2% натриев хидроксид за 90 минути.

-А ТТХ плътност 1,3768 грама / см ³ се оценява. По същия начин се изчислява точка на кипене 458,31 ºC.

Механизъм на действие

Блок натриев канал

TTX блокира Na ⁺ каналите, предотвратявайки разпространението на потенциали за действие или нервни импулси в възбудимите клетки.

Чрез предотвратяване на разпространението на потенциали за действие, TTX води до парализа на мускулните клетки, което води до смъртта на животните за кратко време.

Na ⁺ каналите, подобно на други йонни канали, са протеини, които преминават през плазмената мембрана. Това са зависими от напрежението; тоест те са способни да реагират на подходящ вариант на мембранния потенциал с отварянето си.

TTX е молекула с диаметър приблизително 8 A, която се поставя от външната страна на Na ⁺ канала; точно в устата, която дава достъп до канала, предотвратявайки навлизането на Na ⁺ през него. Една молекула TTX се счита за достатъчна за блокиране на Na ⁺ канал.

парализа

TTX чрез блокиране на влизането на Na ⁺ предотвратява образуването на потенциал за действие в невронната клетка, както и нейното разпространение по аксона. По същия начин се предотвратява образуването на потенциални действия в мускулните клетки, изискване за тяхното свиване.

Следователно, тъй като мускулните клетки не се свиват, настъпва тяхната парализа. В случая на диафрагмения мускул и междуреберните мускули, тяхната парализа блокира дишането, което причинява смърт в рамките на няколко часа.

Приложения

TTX с ниска доза има обезболяващо действие при пациенти със силна болка, която не се облекчава с конвенционални лечения. 24 пациенти, страдащи от терминален рак, са били лекувани, като са били подложени на 31 лечебни цикъла с дози TTX между 15 и 90 µg / ден.

В резултат на това се наблюдава клинично значимо намаляване на интензивността на болката в 17 от 31 цикъла. Облекчаването на болката продължава две или повече седмици. TTX ефективно облекчава силната и огнеупорна болка при повечето пациенти с рак.

Освен това, компанията Wex Pharmaceuticals проучва използването на тетродотоксин за лечение на болка при пациенти с напреднал рак. А също и при потребители на опиум, за да се намали консумираната доза от лекарството.

Ефекти върху тялото

Парестезия

Ниска доза TTX причинява парестезия, тоест изтръпване и изтръпване около устата и пръстите и пръстите на краката. Тези симптоми също са част от общите симптоми на отравяне с TTX.

Симптоми

Има контракции на скелетния мускул като цяло, което се проявява с трудност при артикулирането на думите и преглъщането. Зениците на отровени хора са фиксирани и разширени. Най-драматичното е, че хората са напълно парализирани, но осъзнати.

Сърдечно-съдовите признаци и симптоми се характеризират с болка в гърдите, хипотония и сърдечна аритмия. Дихателните нарушения се проявяват чрез задух и цианоза; тоест синкавият цвят на кожата и устната кухина.

Гадене, повръщане и диария са често срещани в стомашно-чревната система.

смърт

Смъртността на хората, които са приемали TTX и не са били лекувани, е по-голяма от 50%. Смъртта настъпва в рамките на 4 до 6 часа след отравяне.

В някои случаи смъртта може да настъпи само за 20 минути. TTX може да убие човек в доза толкова ниска, колкото 1 до 4 mg.

Фугусът: смъртоносно ястие

В миналото повечето TTX отравяния са причинени от поглъщане на фугус. Фугус е ястие, което се счита за деликатес от японската храна и се приготвя с бухнала риба; което представя най-високата му концентрация на TTX в черния дроб и половите жлези.

В момента са установени контроли за намаляване на риска от отравяне от тази причина. Хората, които обработват бухналата риба и приготвят фугуса, изискват обучение от няколко години, за да получат уменията, които ще им позволят да приготвят ястието.

Препратки

1. Lago, J., Rodríguez, LP, Blanco, L., Vieites, JM, & Cabado, AG (2015). Тетродотоксин, изключително мощен морски невротоксин: разпространение, токсичност, произход и терапевтични приложения. Морски лекарства, 13 (10), 6384-6406. doi: 10.3390 / md13106384
2. Национален център за информация за биотехнологиите. (2019). Тетродоксин. PubChem база данни. CID = 11174599. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Wikipedia. (2019). Тетродоксин. Възстановено от: en.wikipedia.org
4. Химическа книга. (2017). Тетродоксин. Възстановено от: chemicalbook.com
5. Банка с лекарства. (2019). Тетродоксин. Възстановени от: drugbank.ca