Tetradotoxin (TTX) Egenskaper, Patofysiologi og Toksisitet

den tetrodotoxin (TTX) er et gift av aminoperhidroquinazolina som hovedsakelig finnes i leveren og eggstokkene av fisk i rekkefølgen av Tetraodontiformes. 

Det er et kraftig marine nevrotoksin, oppkalt etter fiskens rekkefølge som det er mest forbundet med, Tetraodontiformes (tetras-fire og odontos-tann) eller pufferfisk.

Den Tetraodon er utstyrt med fire store tenner er nesten smeltet sammen og danner et nebb aktig benyttes til å spalte bløtdyr og andre virvelløse dyr struktur og å skrape koraller og generell beite rev.

Medlemmene i denne rekkefølge omfatter puffer fahaka (Tetraodon fahaka), pufferfish Kongo (Kongo Pufferfish), og gigantiske mbu puffer (Tetraodon mbu).

Pufferfish genus Fugu (F. flavidus, F. og F. poecilonotus niphobles), arothron (A. nigropunctatus), chelonodon (chelonodon spp.) Og Takifugu (Takifugu rubripes) lagrer TTX og beslektede analoger i sine vev (Johnson , SF).

Tetrodotoksin (TTX) er et naturlig gift som har vært ansvarlig for menneskelig forgiftning og død. Den vanligste forgiften er ved inntak av denne typen forurenset fisk, betraktet som a delikatesse i enkelte kulinariske kulturer.

TTX antas å være begrenset til Sørøst-Asia, men nyere studier har vist at giftet har spredt seg til regioner i Stillehavet og Middelhavet. Det er ingen kjent motgift mot TTX som er en kraftig natriumkanalinhibitor (Vaishali Bane, 2014).

index

• 1 Egenskaper
• 2 fysiopatologi
• 3 stadier av forgiftning og toksisitet
• 4 "Zombie dust"
• 5 referanser

egenskaper

Den empiriske formel for tetradotoxinet er C11H17N3O8 og dens molekylvekt er 319.268 g / mol. Det er et fargeløst krystallinsk fast stoff som mørkner når det oppvarmes over 220 ° C (NIOSH), 2014).

Molekylet er meget løselig i vann, og kan oppløse 1 x 106 gram per liter. Den har en pKa på 8,76 og er termisk stabil, bortsett fra i et alkalisk medium, hvor det frigjør giftige røyk av nitrogenoksid (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Sikkerhetsbladet for tetrodotoxin spesifiserer at den orale median dødelige dosen (LD50) for mus er 334 μg per kg. Forutsatt at den dødelige dosen for mennesker er lik, forventes 25 milligram tetrodotoxin å drepe en 75 kg person.

Mengden som trengs for å oppnå en dødelig dose per injeksjon er mye lavere, 8 μg per kg, eller litt over en halv milligram for å drepe en person av 75 kg (Gilbert, 2012).

En nylig studie med tetrodotoxin viser terapeutisk at tetrodotoxin brukt sammen med bupivakain forlenger lokalbedøvelseseffekten.

Tetrodotoxin blir undersøkt ved wex Pharmaceuticals for å behandle kronisk smerte og studier i pasienter med fremskreden cancer, og for behandling av opioide avhengighet (Benzer, 2015).

patofysiologi

Strømmen av natriumioner i nerveceller er et nødvendig skritt i ledningen av nerveimpulser i spennende nervefibre og langs axoner. Normale aksonale celler har høye konsentrasjoner av K + -ioner og lave konsentrasjoner av Na + -ioner og har et negativt potensial.

Stimuleringen av axonen resulterer i et aksjonspotensial som oppstår fra en strøm av Na + -ioner inne i cellen og genereringen av et positivt membranpotensial. Utbredelsen av denne depolariseringen langs nerverminalen forutsetter alle andre hendelser.

Na + ioner strømmer gjennom cellemembranen ved hjelp av natriumionkanalen, en kanal som er selektiv for natriumioner på kaliumioner med en størrelsesorden.

Kanalen består av en enkelt peptidkjede med fire gjentatte enheter, hver enhet bestående av seks transmembrane helikser. Transmembranpormen dannes når de fire enhetene brettes inn i en klynge med porene i midten (figur 3).

Tetrodotoksin virker ved å blokkere ledningen av nerveimpulser langs nervefibre og axoner. Ofret dør til slutt fra åndedrætslamning.

Molekylet er ganske spesifikt for å blokkere Na + ionkanalen og dermed strømmen av Na + -ioner uten å ha noen effekt på K + -ioner. Krysset til kanalen er relativt smalt (Kd = 10-10 nM). Mens det hydrerte natriumionen binder reversibelt på en nanosekundskala, er tetrodotoxin bundet til dusinvis av sekunder.

Tetrodotoxin, mye større enn natriumion, virker som en kork i en flaske, og forhindrer strømmen av natrium til den sakte diffunderer. En dødelig dose tetrodotoxin er bare en milligram.

Tetrodotoksin konkurrerer med den hydrerte natriumkation og går inn i Na + -kanalen som den binder til. Det foreslås at denne unionen kommer fra samspillet mellom guanidino-gruppen positivt ladet i tetrodotoxin og negativt ladede karboksylatgrupper i sidekjeder ved kanalens munn.

Saxitoksin, et naturlig produkt av dinoflagellater, virker på en lignende måte og er også et kraftig nevrotoksin.

Natriumionkanalen i verten må være forskjellig fra den som er offeret, siden den ikke bør være utsatt for toksinet. Det har vist seg at for ballongfisk har natriumionkanalproteinet gjennomgått en mutasjon som endrer aminosyresekvensen og gjør kanalen ufølsom for tetrodotoksin.

Den spontane mutasjonen som forårsaket denne strukturelle forandringen er gunstig for pufferfisken, siden den tillot ham å innlemme de symbiotiske bakteriene og bruke giftet som produserer til sitt beste.

Stadier av forgiftning og toksisitet

Det første symptom på beruselse er en liten nummenhet i lepper og tunge, som vises mellom 20 minutter og tre timer etter å ha spist pufferfisken.

Det neste symptomet er den økende parestesien i ansiktet og ekstremiteter, som kan følges av følelser av letthet eller flytende. Du kan også oppleve hodepine, epigastrisk smerte, kvalme, diaré og / eller oppkast.

Noen ganger kan det hende at noen trommer eller vanskeligheter går. Den andre fasen av beruselse er den voksende lammelsen. Mange ofre er ikke i stand til å bevege seg og selv sitte kan være vanskelig.

Det er en økende respiratorisk nød der tale påvirkes, og offeret presenterer vanligvis med dyspné, cyanose og hypotensjon. Lammelse øker og anfall, mental forverring og hjertearytmi kan forekomme.

Offeret, selv om det er fullstendig lammet, kan være bevisst og i noen tilfeller helt klart før kort tid før døden. Døden oppstår vanligvis innen 4 til 6 timer, med et kjent område på ca. 20 minutter til 8 timer.

Fra 1974 til 1983 var det 646 tilfeller av fuguforgiftning i Japan, med 179 dødsfall. Estimater på opptil 200 tilfeller per år med dødelighet nær 50% er rapportert.

Utbrudd utenfor Indo-Stillehavslandene er sjeldne, med bare få tilfeller rapportert i USA. Sushi kokker som ønsker å forberede fugu må være autorisert av den japanske regjeringen.

Tetrodotoxin er ti ganger mer dødelig enn gift Krait Sørøst-Asia, som igjen er 10 til 100 ganger mer dødelig enn gift av sort enke edderkoppen når administrert til mus og over 10.000 ganger mer dødelig enn cyanid.

Den har samme toksisitet som saxitoksin som forårsaker paralytisk skalldyrforgiftning (både TTX og saxitoksin blokkerer Na + -kanalen, og begge er funnet i vevet i pufferfisken).

"Zombie dust"

En spesielt nysgjerrig detalj om TTX er bruken i det såkalte zombie støvet. Ifølge mange rapporter, produserer voodoo prester kjent som bokor en hvit og støvete blanding kalt coupé poudre.

Ingrediensene i dette pulveret kan tilsynelatende gjøre en person til en zombie. På 1980-tallet reiste Harvard-etnobotanisten Wade Davis til Haiti for å undersøke zombier og "støv av zombier".

Selv om forskjellige Bokor brukt ulike ingredienser i sine pulver, Davis fant at "det er fem ingredienser konstant dyr brant menneskelige levninger og begravet (vanligvis bein), en liten frosk, en polychaete orm, en stor padde New World og en eller flere arter av ballongfisk.

De mest potente ingrediensene er globefish, som inneholder dødelige nevrotoksiner kjent som tetrodotoxin, "skrev Davis i Harper's Magazine.

Selv om det vitenskapelige samfunn har kritisert Daviss forskning, er det ubestridelig at hans identifikasjon av tetrodotoxin som en aktiv ingrediens i zombie støv har betydelig vitenskapelig fortjeneste (Lallanilla, 2013).

referanser

1. Benzer, T. (2015, 28. desember). Tetoksotoksintoksisitet. Gjenopprettet fra emedicine.medscape.com.
2. Gilbert, S. (2012, 13. mai). 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). Hvordan lage en Zombie (Seriøst). Hentet fra livescience.com.
5. Nasjonalt senter for bioteknologisk informasjon. (2017, 4. mars). PubChem Compound Database; CID = 11174599. Hentet fra PubChem.
6. Tetrodotoksin: virkemåte. (2001). Hentet fra life.umd.edu.
7. Nasjonalt institutt for arbeidssikkerhet og helse (NIOSH). (2014, 20. november). TETRODOTOXIN: Biotoxin. Gjenopprettet fra cdc.gov.
8. Vaishali Bane, M. L. (2014). Tetrodotoxin: Kjemi, Toksisitet, Kilde, Distribusjon og Deteksjon. Toksiner 6 (2), 693-755.