Τετραδροτοξίνη (TTX) Ιδιότητες, Παθοφυσιολογία και Τοξικότητα

Το τετρατοτοξίνη (TTX) είναι ένα δηλητήριο της αμινοπεριδροκινοναζολίνης που βρίσκεται κυρίως στο ήπαρ και τις ωοθήκες των ψαριών της τάξης των Tetraodontiformes. 

Είναι μια ισχυρή νευροτοξίνη θαλάσσιο, που ονομάζεται για την τάξη των ψαριών που είναι πιο συχνά συνδέεται, οι Tetraodontiformes (tetras-τεσσάρων odontos-δόντι) ή Blowfish.

Η Tetraodon είναι εξοπλισμένο με σχεδόν συντήκονται τέσσερα μεγάλα δόντια, σχηματίζοντας ένα ράμφος που μοιάζει χρησιμοποιούνται για να σπάσουμε μαλάκια και άλλα ασπόνδυλα δομή και να ξύσει κοράλλια και γενικές υφάλου βόσκηση.

Τα μέλη αυτής της τάξης περιλαμβάνουν την blowfish fahaka (Tetraodon fahaka), pufferfish του Κονγκό (Κονγκό Pufferfish), και γιγαντιαία puffer mbu (Tetraodon mbu).

Pufferfish γένος Fugu (F. flavidus, F. και F. poecilonotus niphobles), arothron (Α nigropunctatus), Chelonodon (Chelonodon spp.) Και Takifugu (Takifugu rubripes) καταστήματος ΤΤΧ και τα συγγενή ανάλογά στους ιστούς τους (Johnson , SF).

Η τετροδοτοξίνη (TTX) είναι μια φυσική τοξίνη που είναι υπεύθυνη για την ανθρώπινη δηλητηρίαση και το θάνατο. Ο συνηθέστερος τρόπος δηλητηρίασης είναι η κατάποση αυτού του τύπου μολυσμένων ψαριών, που θεωρείται α delicatessen σε ορισμένους πολιτιστικούς πολιτισμούς.

Το TTX πιστεύεται ότι περιορίζεται στις περιοχές της Νοτιοανατολικής Ασίας, αλλά πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η τοξίνη έχει εξαπλωθεί σε περιοχές του Ειρηνικού και της Μεσογείου. Δεν υπάρχει γνωστό αντίδοτο για το TTX που είναι ένας ισχυρός αναστολέας διαύλου νατρίου (Vaishali Bane, 2014).

Ευρετήριο

• 1 Ιδιότητες
• 2 Φυσιοπαθολογία
• 3 Στάδια δηλητηρίασης και τοξικότητας
• 4 Η "σκόνη ζόμπι"
• 5 Αναφορές

Ιδιότητες

Ο εμπειρικός τύπος της τετραδοτοξίνης είναι C11H17N3O8 και το μοριακό της βάρος είναι 319,268 g / mol. Άχρωμο κρυσταλλικό στερεό το οποίο σκουραίνει όταν θερμαίνεται πάνω από 220 ° C (το Εθνικό Ινστιτούτο Επαγγελματικής Ασφάλειας και Υγείας (NIOSH), 2014).

Το μόριο είναι πολύ διαλυτό στο νερό, είναι σε θέση να διαλύσει 1 x 106 γραμμάρια ανά λίτρο. Έχει pKa 8,76 και είναι θερμικά σταθερό εκτός από ένα αλκαλικό μέσο, ​​όπου απελευθερώνει τοξικά αέρια οξειδίου του αζώτου (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Η MSDS για συγκεκριμένες τετροδοτοξίνη ότι από του στόματος μέση θανατηφόρος δόση (LD50) για ποντικούς είναι 334 mg ανά kg. Υποθέτοντας ότι η θανατηφόρος δόση για τον άνθρωπο είναι παρόμοια, αναμένεται ότι το 25 χιλιοστόγραμμα της τετροδοτοξίνης σκοτώσει ένα 75 kg.

Η ποσότητα που απαιτείται για την επίτευξη θανατηφόρου δόσης ανά ένεση είναι πολύ χαμηλότερη, 8 μg ανά kg ή λίγο περισσότερο από μισό χιλιοστόγραμμο για να σκοτωθεί ένα άτομο 75 kg (170 lb) (Gilbert, 2012).

Μια πρόσφατη μελέτη που χρησιμοποιεί τετραδοτοξίνη θεραπευτικά δείχνει ότι η τετροδοτοξίνη που χρησιμοποιείται μαζί με τη βουπιβακαϊνη επιμηκύνει το τοπικό αναισθητικό αποτέλεσμα.

Τετροδοτοξίνη αποτελεί αντικείμενο έρευνας από WEX Pharmaceuticals για τη θεραπεία του χρόνιου πόνου και μελέτες σε ασθενείς με προχωρημένο καρκίνο και για τη θεραπεία της εξάρτησης από οπιοειδή (Benzer, 2015).

Παθοφυσιολογία

Η ροή των ιόντων νατρίου εντός των νευρικών κυττάρων είναι ένα αναγκαίο βήμα στην αγωγή νευρικών ώσεων σε ευερέθιστα νευρικές ίνες και κατά μήκος αξόνων. Τα κανονικά αξονικά κύτταρα έχουν υψηλές συγκεντρώσεις ιόντων Κ + και χαμηλές συγκεντρώσεις ιόντων Να + και έχουν αρνητικό δυναμικό.

Η διέγερση του άξονα έχει ως αποτέλεσμα ένα δυναμικό δράσης που προκύπτει από μια ροή ιόντων Na + μέσα στο κύτταρο και τη δημιουργία ενός θετικού δυναμικού μεμβράνης. Η διάδοση αυτής της αποπόλωσης κατά μήκος του νευρικού τερματικού παριστάνει όλα τα άλλα γεγονότα.

Τα ιόντα Na + ρέουν μέσω της κυτταρικής μεμβράνης χρησιμοποιώντας το κανάλι ιόντων νατρίου, ένα κανάλι που είναι επιλεκτικό για ιόντα νατρίου σε ιόντα καλίου κατά μία τάξη μεγέθους.

Ο δίαυλος αποτελείται από μια μονή πεπτιδική αλυσίδα με τέσσερις επαναλαμβανόμενες μονάδες, όπου κάθε μονάδα αποτελείται από έξι έλικες διαμεμβράνης. Ο πόρος της μεμβράνης σχηματίζεται όταν οι τέσσερις μονάδες αναδιπλωθούν σε ένα συγκρότημα με τον πόρο στο κέντρο (σχήμα 3).

Η τετροδοτοξίνη λειτουργεί παρεμποδίζοντας τη διέγερση των νευρικών ερεθισμάτων κατά μήκος των νευρικών ινών και των νευραξόνων. Το θύμα πεθαίνει τελικά από την αναπνευστική παράλυση.

Το μόριο είναι αρκετά συγκεκριμένη να εμποδίσει Na + δίαυλο ιόντων και, ως εκ τούτου, η ροή των ιόντων Na + που έχει καμία επίδραση στην ιόντα Κ +. Η διασταύρωση με το κανάλι είναι σχετικά στενή (Kd = 10-10 ηΜ). Ενώ το ενυδατωμένο ιόν νατρίου συνδέεται αναστρέψιμα σε μια κλίμακα χρόνου nanosecond, η τετραδοτοξίνη δεσμεύεται για δεκάδες δευτερόλεπτα.

Η τετροδοτοξίνη, πολύ μεγαλύτερη από το ιόν νατρίου, δρα σαν φελλός σε μια φιάλη, εμποδίζοντας τη ροή του νατρίου μέχρι να διαχυθεί αργά. Μία θανατηφόρα δόση τετροδοτοξίνης είναι μόνο ένα χιλιοστόγραμμο.

Η τετροδοτοξίνη ανταγωνίζεται το ενυδατωμένο κατιόν νατρίου και εισέρχεται στο κανάλι Na + στο οποίο δεσμεύεται. Προτείνεται ότι αυτή η ένωση προκύπτει από την αλληλεπίδραση της ομάδας γουανιδίνης που είναι θετικά φορτισμένη σε τετραδοτοξίνη και αρνητικά φορτισμένες καρβοξυλικές ομάδες σε πλευρικές αλυσίδες στο στόμιο του καναλιού.

Η σαξιτοξίνη, ένα φυσικό προϊόν των διφωσφονικών, δρα με παρόμοιο τρόπο και είναι επίσης μια ισχυρή νευροτοξίνη.

Το κανάλι ιόντων νατρίου στο ξενιστή πρέπει να είναι διαφορετικό από το θύμα, που δεν θα πρέπει να είναι ευαίσθητα στην τοξίνη. Έχει αποδειχθεί ότι για puffers, ο δίαυλος ιόντων πρωτεΐνη νατρίου έχει υποστεί μία μετάλλαξη η οποία αλλάζει την αλληλουχία αμινοξέων, καθιστώντας το κανάλι δεν είναι ευαίσθητη στην τετροδοτοξίνη.

Η αυθόρμητη μετάλλαξη που προκάλεσε αυτή τη διαρθρωτική αλλαγή είναι ευεργετική για τα ψάρια puffer, δεδομένου ότι του επέτρεψε να ενσωματώσει τα συμβιωτικά βακτηρίδια και να χρησιμοποιήσει την τοξίνη που παράγει στο καλύτερο δυνατό πλεονέκτημα.

Στάδια δηλητηρίασης και τοξικότητας

Το πρώτο σύμπτωμα της δηλητηρίασης είναι μια μικρή μούδιασμα των χειλιών και της γλώσσας, που εμφανίζεται μεταξύ 20 λεπτών και τρεις ώρες μετά το φαγητό ψάρια puffer.

Το επόμενο σύμπτωμα είναι η αυξανόμενη παραισθησία στο πρόσωπο και στα άκρα, τα οποία μπορεί να ακολουθούνται από αισθήσεις ελαφριάς ή πλωτής. Μπορεί επίσης να εμφανίσετε πονοκέφαλο, επιγαστρικό πόνο, ναυτία, διάρροια ή / και έμετο.

Περιστασιακά, μπορεί να εμφανιστούν τύμπανα ή δυσκολία στο περπάτημα. Το δεύτερο στάδιο της δηλητηρίασης είναι η αυξανόμενη παράλυση. Πολλά θύματα δεν είναι σε θέση να μετακινούνται και ακόμη και η συνεδρίαση μπορεί να είναι δύσκολη.

Υπάρχει μια αυξανόμενη αναπνευστική δυσχέρεια όπου επηρεάζεται ο λόγος και το θύμα εμφανίζεται συνήθως με δύσπνοια, κυάνωση και υπόταση. Μπορεί να εμφανιστούν αυξήσεις παράλυσης και επιληπτικές κρίσεις, διαταραχές της πνευματικής λειτουργίας και καρδιακή αρρυθμία.

Το θύμα, αν και είναι εντελώς παραλυμένο, μπορεί να συνειδητοποιήσει και σε ορισμένες περιπτώσεις να είναι εντελώς διαυγές μέχρι λίγο πριν τον θάνατο. Ο θάνατος συνήθως συμβαίνει εντός 4 έως 6 ωρών, με γνωστό εύρος περίπου 20 λεπτών έως 8 ωρών.

Από το 1974 έως το 1983, υπήρχαν 646 περιπτώσεις δηλητηρίασης από την fugu στην Ιαπωνία, με 179 θανάτους. Έχουν αναφερθεί εκτιμήσεις μέχρι 200 ​​περιστατικά ετησίως με θνησιμότητα κοντά στο 50%.

Οι εστίες εκτός των χωρών του Ινδο-Ειρηνικού είναι σπάνιες, με λίγες μόνο περιπτώσεις που αναφέρονται στις Ηνωμένες Πολιτείες. Οι σούσι σεφ που θέλουν να προετοιμάσουν το fugu πρέπει να εξουσιοδοτηθούν από την ιαπωνική κυβέρνηση.

Τετροδοτοξίνη είναι δέκα φορές πιο θανατηφόρο από δηλητήριο Krait Νοτιοανατολική Ασία, η οποία με τη σειρά της είναι 10 έως 100 φορές πιο θανατηφόρα από το δηλητήριο της αράχνης μαύρη χήρα όταν χορηγούνται σε ποντικούς και πάνω από 10.000 φορές πιο θανατηφόρο από κυανιούχο.

Έχει την ίδια τοξικότητα όπως σαξιτοξίνη προκαλώντας παραλυτική δηλητηρίαση οστρακοειδών (τόσο ΤΤΧ και σαξιτοξίνη μπλοκάρουν το κανάλι Na + και οι δύο βρίσκονται στους ιστούς των pufferfish).

Η "σκόνη ζόμπι"

Μια ιδιαίτερα περίεργη λεπτομέρεια σχετικά με το TTX είναι η χρήση του στη λεγόμενη σκόνη ζόμπι. Σύμφωνα με πολυάριθμες αναφορές, οι ιερείς του βουντού γνωστοί ως bokor δημιουργούν μια λευκή και σκονισμένη ένωση που ονομάζεται coupé poudre.

Τα συστατικά σε αυτή τη σκόνη μπορεί υποτίθεται ότι μετατρέπουν ένα άτομο σε ζόμπι. Στη δεκαετία του 1980, το Χάρβαρντ εθνοβοτανολόγος Wade Davis ταξίδεψε στην Αϊτή για να διερευνήσει τα ζόμπι και την «σκόνη ζόμπι».

Αν και διαφορετικές Bokor χρησιμοποιούνται διαφορετικά συστατικά σε σκόνες τους, Davis διαπίστωσε ότι «υπάρχουν πέντε συστατικά σταθερή ζώα καίγονται ανθρώπινα υπολείμματα και θάφτηκαν (συνήθως οστού), ένα μικρό βάτραχος δέντρο, ένα polychaete σκουλήκι, ένα μεγάλο φρύνος Νέου Κόσμου και ενός ή περισσοτέρων ειδών μπαλόνι ψαριών.

Τα πιο ισχυρά συστατικά είναι τα σφαιροειδή, τα οποία περιέχουν θανατηφόρες νευροτοξίνες γνωστές ως τετροδοτοξίνες ", γράφει ο Davis στο Harper's Magazine.

Αν και η επιστημονική κοινότητα έχει επικρίνει την έρευνα του Ντέιβις, είναι αναμφισβήτητο ότι η ταυτοποίηση της τετροδοτοξίνης ως ενεργού συστατικού σε σκόνη ζόμπι έχει σημαντική επιστημονική αξία (Lallanilla, 2013).

Αναφορές

1. Benzer, Τ. (2015, 28 Δεκεμβρίου). Τοξικότητα τετοξοτοξίνης. Ανάκτηση από το emedicine.medscape.com.
2. Gilbert, S. (2012, 13 Μαΐου). Τετροδοτοξίνη Ανακτήθηκε από toxipedia.org.
3. Johnson, J. (S.F.). Τετροδοτοξίνη ... ένα αρχαίο αλκαλοειδές από τη θάλασσα ... Ανακτήθηκε από chm.bris.ac.uk.
4. Lallanilla, Μ. (2013, 24 Οκτωβρίου). Πώς να κάνει ένα ζόμπι (Σοβαρά). Ανακτήθηκε από το lifecience.com.
5. Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών. (2017, 4 Μαρτίου). Δημοσιευμένη βάση δεδομένων PubChem. CID = 11174599. Ανακτήθηκε από την PubChem.
6. Τετροδοτοξίνη: Τρόπος δράσης. (2001). Ανακτήθηκε από το life.umd.edu.
7. Το Εθνικό Ινστιτούτο για την Επαγγελματική Ασφάλεια και Υγεία (NIOSH). (2014, 20 Νοεμβρίου). TETRODOTOXIN: Βιοτοξίνη. Ανάκτηση από cdc.gov.
8. Vaishali Bane, Μ. L. (2014). Τετροδοτοξίνη: Χημεία, Τοξικότητα, Πηγή, Διανομή και Ανίχνευση. Τοξίνες 6 (2), 693-755.