Tetrodotoksinstruktur, egenskaber, anvendelser, effekter

2308
Alexander Pearson
Tetrodotoksinstruktur, egenskaber, anvendelser, effekter

Det tetrodotoksin (TTX) er en giftig aminoperhydroquinazolin, der findes i leveren og æggestokkene af fisk af ordenen tetraodontiformes; inklusive puffer fisk. Ligeledes er det i newt, flatworms (fladorm), krabber, blåt-ringet blæksprutte og et stort antal bakterier.

Blandt de bakteriearter, hvori tetrodotoksin (forkortet TTX) findes, er: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, såvel som i andre bakterier af slægten Vibrio og Pseudomonas. Herfra kan det fortolkes, at dets oprindelse er bakteriel..

Tetrodotoksinmolekylet og en af ​​dets naturlige kilder: pufferfisken. Kilde: Originalbillede (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivativ: Capaccio [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Tilstedeværelsen af ​​eksokrine kirtler til udskillelse af TTX i pufferfisk såvel som opbevaring i spytkirtler af den blåringede blæksprutte viste, at visse dyr også kan have evnen til at syntetisere det.

TTX udøver sin virkning på kroppen ved at blokere natriumkanalerne i neuronale axoner og skelet- og glatmuskelceller; bortset fra hjertemuskelceller, som har TTX-resistente "porte".

Hovedårsagen til pludselig død hos mennesker medieret af TTX er dens lammende virkning på mellemgulvet og interkostal muskler; muskler, der er nødvendige for vejrtrækning. Derfor sker døden inden for få timer efter indtagelse af TTX..

Den mediane letale orale dosis (LD50) af tetrodotoksin til mus er 334 µg / kg legemsvægt. I mellemtiden er LD50 for kaliumcyanid 8,5 mg / kg. Dette betyder, at TTX er en gift omkring 25 gange mere potent end kaliumcyanid..

Artikelindeks

  • 1 Struktur af tetrodotoksin
    • 1.1 Bur og brintbroer
  • 2 funktioner
  • 3 Handlingsmekanisme
    • 3.1 Natriumkanalblok
    • 3.2 Lammelse
  • 4 anvendelser
  • 5 Virkninger på kroppen
    • 5.1 Paræstesi
    • 5.2 Symptomer
    • 5.3 Død
    • 5.4 Fugus: en dødbringende plade
  • 6 Referencer 

Struktur af tetrodotoksin

Molekylær struktur af tetrodotoksin. Kilde: Benjah-bmm27 [Public domain]

Det øverste billede viser den molekylære struktur af tetrodotoksin med en kugle- og stavmodel. De røde kugler svarer til iltatomer, de blå kugler til nitrogenatomer, og de hvide og sorte kugler til henholdsvis hydrogener og carbonatomer..

Hvis du stopper et øjeblik ved O-atomerne, vil du se, at seks af dem findes som hydroxylgrupper, OH; derfor er der seks OH-grupper på periferien af ​​molekylet. I mellemtiden er de to resterende atomer som iltede broer i kondenserede cykliske enheder..

På den anden side er der knap tre nitrogenatomer, men de tilhører en unik gruppe: guanidino. Denne gruppe kan bære en positiv ladning, hvis C = NH får en hydrogenion, der omdannes til C = NHto+; det ville derfor være placeret i den nedre del af molekylet. Mens på toppen kan -OH på toppen af ​​deprotoneres og være som -O-.

Tetrodotoksin kan således have to ioniske ladninger på samme tid i forskellige regioner af dets struktur; som, selvom det kan virke indviklet, forenkles ved at betragte det som et bur.

Bur og brintbroer

Tetrodotoxin kan derefter visualiseres som et bur, da dets sammensmeltede cyklusser repræsenterer en kompakt struktur. Ovenfor blev det sagt, at den har seks OH-grupper i sin periferi (hvis den ikke har en negativ ladning), ud over tre NH-grupper, der tilhører guanidinogruppen (hvis den ikke har en positiv ladning)..

I alt er molekylet således i stand til at donere op til ni hydrogenbindinger; og ligeledes kan den acceptere det samme antal broer og to mere på grund af de indre iltatomer i dens cyklusser. Derfor er buret ret aktivt med hensyn til intermolekylære interaktioner; han kan ikke "gå" rundt uden at blive bemærket.

Dette betyder, at det er nok, at der er en nitrogen- eller iltet overflade, hvor tetrodotoksinet kan forankres på grund af de stærke interaktioner. Faktisk er dette grunden til, at det blokerer natriumkanaler og opfører sig som et korkbur, der forhindrer passage af Na-ioner.+ inde i celler.

Egenskaber

Nogle egenskaber eller egenskaber ved tetrodotoksin er nævnt nedenfor:

-Dens molekylære formel CelleveH17N3ELLER8 og en molekylvægt på 319,27 g / mol.

-TTX kan fremstilles af æggestokkene hos puffer fisk. Efter homogenisering udfældes proteinerne, og supernatanten udsættes for aktivt kulchromatografi; opnåelse af 8-9 g ren TTX pr. 1.000 g fiskerogn.

-Dehydreret TTX er et hvidt pulver, opløseligt i vand og fortyndet eddikesyre; men praktisk talt uopløselig i organiske opløsningsmidler.

-Det er varmestabilt undtagen i et alkalisk medium. Det er også ustabilt, når det opvarmes til 100 ° C i et surt medium.

-Når det opvarmes til 220 ° C, mørkner det uden at nedbrydes.

-TTX ødelægges af stærke syrer og baser.

-Den har en dissociationskonstant, pKa = 8,76 i vand og pKa = 9,4 i 50% alkohol.

-Det er en monosyre base, stabil mellem en pH 3-8,5.

-Toksiciteten af ​​TTX elimineres ved virkningen af ​​2% natriumhydroxid i 90 minutter..

-En TTX-densitet på 1,3768 g / cm er estimeret3. Ligeledes er et kogepunkt på 458,31 ºC blevet estimeret..

Handlingsmekanisme

Natriumkanalblok

TTX blokerer Na-kanaler+, forhindrer udbredelse af handlingspotentialer eller nerveimpulser i ophidsede celler.

Ved at forhindre spredning af handlingspotentialer fører TTX til en lammelse af muskelceller, der fører til dyrs død på kort tid.

Na-kanaler+, ligesom andre ionkanaler er de proteiner, der krydser plasmamembranen. Disse er spændingsafhængige; det vil sige, at de er i stand til at reagere på en passende variation af membranpotentiale med deres åbning.

TTX er et molekyle med en diameter på ca. 8 Å, der er placeret på ydersiden af ​​Na-kanalen+; nøjagtigt i munden, der giver adgang til kanalen og forhindrer indtrængen af ​​Na+ gennem det. Det anses for, at et enkelt TTX-molekyle er tilstrækkeligt til at blokere en Na-kanal+.

Lammelse

TTX ved at blokere indgangen til Na+ det forhindrer dannelsen af ​​handlingspotentialet i den neuronale celle såvel som dets formering langs axonen. På samme måde forhindres dannelsen af ​​handlingspotentialer i muskelceller, et krav for deres sammentrækning..

Derfor, da muskelcellerne ikke trækker sig sammen, opstår deres lammelse. I tilfælde af membranmuskel og interkostal muskler blokerer deres lammelse vejrtrækning og forårsager død inden for få timer.

Ansøgninger

TTX med lav dosis har smertestillende virkning hos patienter med svær smerte, der ikke lindres ved konventionelle behandlinger. 24 patienter, der led af terminal cancer, blev behandlet og udsat dem for 31 behandlingscyklusser med doser af TTX mellem 15 og 90 µg / dag.

Som et resultat blev der observeret en klinisk signifikant reduktion i smerteintensitet i 17 af de 31 cyklusser. Smertelindring fortsatte i to eller flere uger. TTX mildnede effektivt svær og ildfast smerte hos de fleste kræftpatienter.

Derudover undersøger Wex Pharmaceuticals-virksomheden brugen af ​​tetrodotoksin til behandling af smerte hos patienter med avanceret kræft. Og også hos opiumbrugere for at reducere den forbrugte dosis af lægemidlet.

Virkninger på kroppen

Paræstesi

En lav dosis TTX producerer paræstesi, hvilket er en prikken og følelsesløshed omkring munden og fingrene og tæerne. Disse symptomer er også en del af de generelle symptomer på TTX-forgiftning..

Symptomer

Der er sammentrækninger af skeletmuskulaturen som helhed, manifesteret af en vanskelighed med at artikulere ord og sluge. Eleverne fra forgiftede mennesker er fikserede og udvidede. Det mest dramatiske er, at folk er helt lammet, men opmærksomme.

Kardiovaskulære tegn og symptomer er kendetegnet ved brystsmerter, hypotension og hjertearytmi. Åndedrætsforstyrrelser manifesteres ved åndenød og cyanose; dvs. blålig hudfarve og mundhule.

Kvalme, opkastning og diarré er almindelige i mave-tarmsystemet..

Død

Dødsraten for personer, der indtog TTX og ikke er blevet behandlet, er større end 50%. Døden opstår inden for 4 til 6 timer efter forgiftning.

I nogle tilfælde kan døden forekomme på så lidt som 20 minutter. TTX kan dræbe en person i en dosis så lav som 1 til 4 mg..

Fugus: en dødbringende skål

Tidligere var de fleste TTX-forgiftninger forårsaget af indtagelse af fugus. Fugus er en skål, der betragtes som en delikatesse af japansk mad og tilberedes med puffer fisk. som har sin højeste koncentration af TTX i leveren og kønsorganerne.

I øjeblikket er der etableret kontroller for at reducere risikoen for forgiftning fra denne årsag. De mennesker, der forarbejder pufferfisken, og som forbereder fugus, har brug for en træning i flere år for at opnå den fingerfærdighed, der giver dem mulighed for at forberede fadet.

Referencer

  1. Lago, J., Rodríguez, L. P., Blanco, L., Vieites, J. M., & Cabado, A. G. (2015). Tetrodotoksin, et ekstremt kraftigt marint neurotoksin: distribution, toksicitet, oprindelse og terapeutiske anvendelser. Marine drugs, 13 (10), 6384-6406. doi: 10.3390 / md13106384
  2. National Center for Biotechnology Information. (2019). Tetrodotoksin. PubChem-database. CID = 11174599. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Wikipedia. (2019). Tetrodotoksin. Gendannet fra: en.wikipedia.org
  4. Kemikaliebog. (2017). Tetrodotoksin. Gendannet fra: chemicalbook.com
  5. Lægemiddelbank. (2019). Tetrodotoksin. Gendannet fra: drugbank.ca

Endnu ingen kommentarer