TETRODOTOXIN: SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, FELHASZNÁLÁSOK, HATÁSOK - KÉMIA - 2026

A tetrodotoxin (TTX) mérgező aminoperhidroquinazolina, amelyet a májban és a petefészkekben a Tetraodontiformes rend szerint halnak meg; beleértve a pufferhalat. Hasonlóképpen megtalálható az üstökösökben, laposférgekben (laposférgek), rákokban, a kék gyűrűs polipokban és számos baktériumban.

A tetrodotoxint (TTX rövidítve) tartalmazó baktériumfajok között megtalálhatók a következők: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, valamint a Vibrio és Pseudomonas nemzetségbe tartozó egyéb baktériumok. Innentől megérthető, hogy eredete baktérium.

A tetrodotoxin molekula és egyik természetes forrása: a pufferhal. Forrás: Eredeti kép (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivatívum: Capaccio

Azonban az exokrin mirigyek jelenléte a TTX kiválasztására pufferhalakban, valamint a kék gyűrűs polip nyálmirigyeiben való tárolása azt mutatta, hogy bizonyos állatok képesek szintézisre.

A TTX a testre gyakorolja azáltal, hogy blokkolja a neuronális axonok, valamint a váz- és simaizomsejtek nátriumcsatornáit; kivéve a szívizomsejteket, amelyek TTX-rezisztens „kapukkal” rendelkeznek.

A TTX által közvetített hirtelen halál fő oka az, hogy bénító hatása van a membránra és az interkostális izmokra; a légzéshez szükséges izmok. Ezért a TTX bevétele után néhány órán belül halál következik be.

Az egerek tetrodotoxinjának orális halálos orális dózisa (LD50) 334 μg / testtömeg-kg. Eközben a kálium-cianid LD50 értéke 8,5 mg / kg. Ez azt jelenti, hogy a TTX kb. 25-szer erősebb méreg, mint a kálium-cianid.

A tetrodotoxin felépítése

A tetrodotoxin molekuláris szerkezete. Forrás: Benjah-bmm27

A felső kép a tetrodotoxin molekuláris szerkezetét mutatja gömbök és rudak modellel. A piros gömb az oxigénatomoknak felel meg, a kék gömb a nitrogénatomoknak, a fehér és a fekete gömb a hidrogéneknek és a szénatomnak.

Ha egy pillanatra megáll az O atomoknál, látni fogja, hogy ezek közül hat hidroxilcsoport, OH; ezért a molekula perifériáján hat OH csoport van. Eközben a fennmaradó két atom olyan, mint az oxigénezett hidak a kondenzált ciklikus egységekben.

Másrészt alig van három nitrogénatom, de ezek egy egyedülálló csoporthoz tartoznak: a guanidino. Ez a csoport hordozhat pozitív töltést, ha a C = NH nyer egy hidrogénion, átalakítja a C = NH ₂ ⁺; ezért a molekula alsó részében helyezkedik el. Míg a felső, a felső -OH deprotonálható, és az -O ^-.

Így a tetrodotoxinnak két ionos töltése lehet egyidejűleg szerkezete különböző régióiban; amelyet bár bonyolultnak tűnhet, ketrecbe véve egyszerűsödik.

Ketrec és hidrogénhidak

A tetrodotoxint ezután ketrecben lehet megjeleníteni, mivel az olvadt ciklusok kompakt szerkezetet képviselnek. A fentiekben azt mondták, hogy perifériájában hat OH csoport van (ha nincs negatív töltése), a guanidino csoporthoz tartozó három NH csoport mellett (ha nincs pozitív töltése).

Összességében tehát a molekula akár kilenc hidrogénkötést képes adományozni; Ugyanígy ugyanannyi hidat képes elfogadni, és még kettőt, mert ciklusaiban a belső oxigénatomok vannak. Ezért az említett ketrec meglehetősen aktív az intermolekuláris kölcsönhatások szempontjából; Nem tud „járni” körül, anélkül, hogy észrevennék.

Ez azt jelenti, hogy elegendő nitrogén- vagy oxigéntartalmú felület van ahhoz, hogy a tetrodotoxin az erős kölcsönhatások miatt horgonyzzon. Valójában ez az oka annak, hogy blokkolja a nátriumcsatornákat, olyan parafa ketrecként viselkedve, amely megakadályozza a Na ⁺ -ionok átjutását a sejtekbe.

jellemzők

A tetrodotoxin néhány jellemzőjét vagy tulajdonságát az alábbiakban említjük:

-Its molekuláris képlete C ₁₁ H ₁₇ N ₃ O ₈ és molekulatömege 319,27 g / mol.

-TTX a puffer hal petefészkeiből állítható elő. A homogenizálás után a fehérjék kicsapódnak, és a felülúszót aktívszén-kromatográfiás eljárásnak vetjük alá; 1000 g halikra 8-9 g tiszta TTX-t kapunk.

-A dehidrált TTX fehér por, vízben oldódik és híg ecetsav; de szerves oldószerekben gyakorlatilag nem oldódik.

- Hőstabil, kivéve lúgos környezetben. Instabil is, ha savas környezetben 100 ° C-ra hevítik.

- 220 ºC-ra hevítve sötétedik, és nem bomlik.

-TTX az erős savak és lúgok elpusztulnak.

-Diszociációs állandóval rendelkezik, pKa = 8,76 vízben és pKa = 9,4 50% alkoholban.

-Monoesav bázis, pH-ja 3 - 8,5 között stabil.

A -TTX toxicitást 2% nátrium-hidroxid hatására 90 percig eliminálják.

-A TTX sűrűsége 1,3768 g / cm ³ becsülik. Hasonlóképpen, 458,31 ºC forráspontot becsültek meg.

A cselekvés mechanizmusa

Nátriumcsatorna blokk

A TTX blokkolja a Na ⁺ csatornákat, megakadályozva az akciós potenciálok vagy idegimpulzusok terjedését az ingerlékeny sejtekben.

A cselekvési potenciál elterjedésének megakadályozásával a TTX izomsejtbénuláshoz vezet az állatok rövid időn belüli halálához.

A Na ⁺ csatornák, mint más ioncsatornák, olyan fehérjék, amelyek áthaladnak a plazmamembránon. Ezek feszültségfüggőek; vagyis képesek a membránpotenciál megfelelő változására reagálni nyitással.

A TTX körülbelül 8 A átmérőjű molekula, amelyet a Na ⁺ csatorna külső oldalán helyeznek el; pontosan a szájban, amely hozzáférést biztosít a csatornához, megakadályozva a Na ⁺ belépését rajta. Egy TTX molekula elegendőnek tekinthető egy Na ⁺ csatorna blokkolásához.

Bénulás

TTX blokkolja a bejegyzés a Na ⁺ képződését megakadályozza az akciós potenciál a neuronális sejt, valamint annak mentén történő terjedés axon. Ugyanígy megakadályozzuk az izomsejtekben az akciópotenciálok kialakulását, ami az összehúzódás követelménye.

Ezért, mivel az izomsejtek nem zsugorodnak, bénulás lép fel. A membránizom és az interkostális izmok esetében bénulásuk gátolja a légzést, néhány órán belül halált okozva.

Alkalmazások

Az alacsony dózisú TTX fájdalomcsillapító hatású súlyos fájdalomban szenvedő betegek esetén, amelyeket a hagyományos kezelések nem enyhítenek. 24 terminális rákban szenvedő beteget kezeltek, és 31 kezelési ciklusnak vetették alá őket, naponta 15 és 90 μg közötti TTX dózisban.

Ennek eredményeként a 31 ciklus közül 17-ben megfigyelték a fájdalom intenzitásának klinikailag jelentős csökkenését. A fájdalom enyhült legalább két hétig. A TTX hatékonyan enyhítette a súlyos és tűzálló fájdalmakat a legtöbb rákos betegben.

Ezenkívül a Wex Pharmaceuticals cég tanulmányozza a tetrodotoxin használatát fájdalom kezelésére előrehaladott rákos betegekben. És az ópiumhasználókban is, a gyógyszer fogyasztott adagjának csökkentése érdekében.

A testre gyakorolt ​​hatás

paresztézia

Az alacsony TTX-adag paresztézia, azaz bizsergés és zsibbadás a száj, az ujjak és a lábujjak körül. Ezek a tünetek a TTX-mérgezés általános tünetei közé tartoznak.

Tünetek

A csontváz izma egészében összehúzódások fordulnak elő, amelyek a szavak megfogalmazásának és nyelési nehézségének nyilvánulnak meg. A mérgezett emberek tanulói rögzítve vannak és kitágulnak. A legdrámaibb dolog az, hogy az emberek teljesen megbénultak, de tudatosak.

A szív- és érrendszeri tüneteket mellkasi fájdalom, hipotenzió és szívritmuszavar jellemzi. A légzési zavarok légszomj és cianózis formájában jelentkeznek; vagyis a bőr és a szájüreg kékes színű.

Hányinger, hányás és hasmenés gyakori a gyomor-bélrendszerben.

Halál

Azoknak a halálozási aránya, akik TTX-t fogyasztottak, és nem kezelték őket, meghaladja az 50% -ot. A halál a mérgezés után 4–6 órán belül bekövetkezik.

Egyes esetekben akár 20 perc alatt halál is előfordulhat. A TTX 1-4 mg dózisban képes megölni egy embert.

A füge: halálos étel

A múltban a legtöbb TTX-mérgezést a fülek lenyelése okozta. A Fugus egy olyan étel, amelyet japán étel finomságának tekintnek, és felfújható halból készítik; amely a legmagasabb TTX koncentrációt mutatja a májban és a gonidákban.

Jelenleg ellenőrzéseket hoztak létre az ezen okból származó mérgezés kockázatának csökkentése érdekében. Azoknak az embereknek, akik feldolgozzák a füstölt halat és előkészítik a füstöt, több éves képzés szükséges az étel elkészítéséhez szükséges készségek megszerzéséhez.

Irodalom

1. Lago, J., Rodríguez, LP, Blanco, L., Vieites, JM, és Cabado, AG (2015). Tetrodotoxin, rendkívül erős tengeri neurotoxin: eloszlás, toxicitás, eredet és terápiás felhasználások. Marine drogos, 13 (10), 6384-6406. doi: 10.3390 / md13106384
2. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2019). Tetrodotoxinról. PubChem adatbázis. CID = 11174599. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Wikipedia. (2019). Tetrodotoxinról. Helyreállítva: en.wikipedia.org
4. Vegyi könyv. (2017). Tetrodotoxinról. Helyreállítva: Chemicalbook.com
5. Kábítószer-bank. (2019). Tetrodotoxinról. Helyreállítva: drugbank.ca