TETRODOTOKSĪNS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS, LIETOJUMS, IEDARBĪBA - ĶĪMIJA - 2025

Tetrodotoxin (TTX) ir indīgs aminoperhidroquinazolina, atrodams aknu un olnīcām zvejot pasūtījumu Tetraodontiformes; ieskaitot zandartu zivis. Tāpat tas ir sastopams pundurās, plakantārpu (plakantārpu), krabju, zilā gredzena astoņkāju un daudzās baktērijās.

Starp baktēriju sugām, kurās atrodams tetrodotoksīns (saīsināts kā TTX), ir: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, kā arī citas Vibrio un Pseudomonas ģints baktērijas. No šejienes var saprast, ka tā izcelsme ir baktērija.

Tetrodotoksīna molekula un viens no tās dabiskajiem avotiem: zandarts zivis. Avots: Oriģinālais attēls (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivatīvs: Capaccio

Tomēr eksokrīno dziedzeru klātbūtne TTX sekrēcijai pīpveidīgajās zivīs, kā arī tā glabāšana zilo gredzenveida astoņkāju siekalu dziedzeros parādīja, ka dažiem dzīvniekiem var būt arī spēja to sintezēt.

TTX iedarbojas uz ķermeni, bloķējot neironu aksonu un skeleta un gludo muskuļu šūnu nātrija kanālus; izņemot sirds muskuļa šūnas, kurām ir TTX izturīgi “vārti”.

Galvenais pēkšņas cilvēka nāves cēlonis, ko mediē TTX, ir tā paralizējošā darbība uz diafragmu un starpkoku muskuļiem; muskuļi, kas nepieciešami elpošanai. Tādēļ nāve iestājas dažu stundu laikā pēc TTX uzņemšanas.

Tetrodotoksīna vidējā nāvējošā perorālā deva (LD50) pelēm ir 334 μg / kg ķermeņa svara. Tikmēr kālija cianīda LD50 ir 8,5 mg / kg. Tas nozīmē, ka TTX ir apmēram 25 reizes spēcīgāks inde nekā kālija cianīds.

Tetrodotoksīna struktūra

Tetrodotoksīna molekulārā struktūra. Avots: Benjah-bmm27

Augšējā attēlā parādīta tetrodotoksīna molekulārā struktūra ar sfērisko un stieņu modeli. Sarkanās sfēras atbilst skābekļa atomiem, zilās sfēras - slāpekļa atomiem, bet baltā un melnā - attiecīgi ūdeņraža un oglekļa atomiem.

Ja uz brīdi apstāties pie O atomiem, jūs redzēsit, ka seši no tiem ir atrodami kā hidroksilgrupas, OH; tāpēc molekulas perifērijā ir sešas OH grupas. Tikmēr divi atlikušie atomi ir kā skābekļa tilti kondensētās cikliskās vienībās.

No otras puses, gandrīz nav trīs slāpekļa atomu, bet tie pieder pie unikālas grupas: guanidino. Šī grupa var nest pozitīvu lādiņu, ja C = NH iegūst ūdeņraža jonu, pārveidojot par C = NH ₂ ⁺ ; tāpēc tas atrastos molekulas apakšējā daļā. Lai gan augšpusē, top -OH var deprotonated kā -O ^- .

Tādējādi tetrodotoksīnam vienlaicīgi var būt divi jonu lādiņi dažādos tā struktūras reģionos; kuru, kaut arī tas var šķist sarežģīts, vienkāršo, uzskatot to par būru.

Būru un ūdeņraža tilti

Tad tetrodotoksīnu var vizualizēt kā būru, jo tā kausētie cikli veido kompaktu struktūru. Virs tika teikts, ka tā perifērijā ir sešas OH grupas (ja tai nav negatīvas lādiņas), papildus trim NH grupām, kas pieder pie guanidino grupas (ja tai nav pozitīvas lādiņas).

Tad kopumā molekula spēj ziedot līdz deviņām ūdeņraža saitēm; Un tāpat tas var pieņemt tādu pašu tiltu skaitu un vēl divus, jo tā ciklos ir iekšējie skābekļa atomi. Tāpēc minētais būris ir diezgan aktīvs starpmolekulāru mijiedarbību ziņā; Viņš nevar "staigāt" apkārt, nepamanīts.

Tas nozīmē, ka pietiek ar slāpekļa vai skābekļa piesātinātu virsmu, lai tetrodotoksīns stiprinātu mijiedarbības dēļ. Faktiski tas ir iemesls, kāpēc tas bloķē nātrija kanālus, rīkojoties kā korķa būris, kas novērš Na ⁺ jonu nokļūšanu šūnās.

raksturojums

Tālāk ir minētas dažas tetrodotoksīna īpašības vai īpašības:

-Tās ir molekulārā formula C ₁₁ H ₁₇ N ₃ O ₈ un molekulmasa 319,27 g / mol.

-TTX var pagatavot no pīpveidīgo zivju olnīcām. Pēc homogenizācijas olbaltumvielas tiek izgulsnētas, un supernatantam veic aktīvās ogles hromatogrāfiju; iegūstot 8-9 g tīra TTX uz 1000 g zivju ikru.

-Dehidrēts TTX ir balts pulveris, šķīst ūdenī un atšķaidītā etiķskābē; bet praktiski nešķīst organiskajos šķīdinātājos.

-Tas ir termostabils, izņemot sārmainā vidē. Tas ir arī nestabils, karsējot līdz 100ºC skābā vidē.

-Sildot līdz 220 ºC, tas kļūst tumšs, nesadaloties.

-TTX iznīcina spēcīgas skābes un sārmi.

- Tam ir disociācijas konstante, pKa = 8,76 ūdenī, un pKa = 9,4 50% spirtā.

-Tā ir monoskābe bāze, stabila starp pH 3 - 8,5.

-TTX toksicitāti novērš ar 2% nātrija hidroksīda iedarbību 90 minūtes.

- Ir aprēķināts TTX blīvums 1,3768 g / cm ³ . Tāpat ir aprēķināta viršanas temperatūra 458,31 ºC.

Darbības mehānisms

Nātrija kanālu bloks

TTX bloķē Na ⁺ kanālus , novēršot darbības potenciālu vai nervu impulsu izplatīšanos uzbudināmajās šūnās.

Novēršot darbības potenciāla izplatīšanos, TTX noved pie muskuļu šūnu paralīzes, kas īsā laikā noved pie dzīvnieku nāves.

Na ⁺ kanāli , tāpat kā citi jonu kanāli, ir olbaltumvielas, kas šķērso plazmas membrānu. Tie ir atkarīgi no sprieguma; tas ir, tie spēj reaģēt uz membrānas potenciāla piemērotām variācijām ar to atvēršanu.

TTX ir molekula ar aptuveni 8 Å diametru, kas atrodas Na ⁺ kanāla ārpusē ; tieši mutē, kas dod piekļuvi kanālam, novēršot Na ⁺ iekļūšanu tajā. Tiek uzskatīts, ka pietiek ar vienu TTX molekulu, lai bloķētu Na ⁺ kanālu .

Paralīze

TTX, bloķējot Na ⁺ iekļūšanu, novērš darbības potenciāla veidošanos neironu šūnā, kā arī tā izplatīšanos gar aksonu. Tādā pašā veidā tiek novērsta darbības potenciāla veidošanās muskuļu šūnās, kas ir nepieciešama to saraušanai.

Tāpēc, tā kā muskuļu šūnas nesaraujas, notiek to paralīze. Diafragmas muskuļa un starpkoku muskuļa gadījumā to paralīze bloķē elpošanu, dažu stundu laikā izraisot nāvi.

Lietojumprogrammas

Nelielām TTX devām ir pretsāpju iedarbība pacientiem ar smagām sāpēm, kuras neatbrīvojas no parastās ārstēšanas metodēm. Ārstēja 24 pacientus, kuri cieš no termināla vēža, viņiem veicot 31 ārstēšanas ciklu ar TTX devām no 15 līdz 90 μg / dienā.

Tā rezultātā 17 no 31 cikla tika novērots klīniski nozīmīgs sāpju intensitātes samazinājums. Sāpju mazināšana saglabājās divas vai vairāk nedēļas. TTX efektīvi mazināja stipras un ugunsizturīgas sāpes lielākajai daļai vēža slimnieku.

Turklāt uzņēmums Wex Pharmaceuticals pēta tetrodotoksīna izmantošanu sāpju ārstēšanai pacientiem ar progresējošu vēzi. Un arī opija lietotājiem, lai samazinātu patērēto zāļu devu.

Ietekme uz ķermeni

Parestēzija

Neliela TTX deva izraisa parestēziju, tas ir, tirpšanu un nejutīgumu ap muti un pirkstiem un kāju pirkstiem. Šie simptomi ir arī daļa no vispārējiem TTX saindēšanās simptomiem.

Simptomi

Pastāv skeleta muskuļa kontrakcijas kopumā, kas izpaužas kā grūtības izteikt vārdus un norīt. Saindēto cilvēku skolēni ir fiksēti un paplašināti. Dramatiskākais ir tas, ka cilvēki ir pilnīgi paralizēti, bet apzinīgi.

Sirds un asinsvadu sistēmas pazīmes un simptomus raksturo sāpes krūtīs, hipotensija un sirds aritmija. Elpošanas traucējumi izpaužas ar elpas trūkumu un cianozi; tas ir, ādas un mutes dobuma zilganā krāsa.

Kuņģa-zarnu trakta sistēmā bieži rodas slikta dūša, vemšana un caureja.

Nāve

Tādu cilvēku mirstība, kuri lietojuši TTX un nav ārstēti, pārsniedz 50%. Nāve iestājas 4 līdz 6 stundu laikā pēc saindēšanās.

Dažos gadījumos nāve var iestāties pat 20 minūtēs. TTX var nogalināt cilvēku, ja deva ir no 1 līdz 4 mg.

Fugus: nāvējošs ēdiens

Agrāk lielāko TTX saindēšanos izraisīja figu norīšana. Fugus ir ēdiens, ko uzskata par japāņu ēdienu delikatesi un kas tiek pagatavots ar kārtainām zivīm; kas uzrāda visaugstāko TTX koncentrāciju aknās un dzimumdziedzeros.

Pašlaik ir izveidota kontrole, lai samazinātu saindēšanās risku no šī cēloņa. Cilvēkiem, kas apstrādā zandartu zivis un kuri gatavo fugus, nepieciešami vairāku gadu apmācība, lai iegūtu veiklību, kas viņiem ļauj pagatavot ēdienu.

Atsauces

1. Lago, J., Rodríguez, LP, Blanco, L., Vieites, JM, & Cabado, AG (2015). Tetrodotoksīns, īpaši spēcīgs jūras neirotoksīns: izplatība, toksicitāte, izcelsme un terapeitiskais pielietojums. Jūras narkotikas, 13 (10), 6384–6406. doi: 10.3390 / md13106384
2. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (2019. gads). Tetrodotoksīns. PubChem datu bāze. CID = 11174599. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Wikipedia. (2019. gads). Tetrodotoksīns. Atgūts no: en.wikipedia.org
4. Ķīmiskā grāmata. (2017). Tetrodotoksīns. Atgūts no: chemicalbook.com
5. Narkotiku banka. (2019. gads). Tetrodotoksīns. Atgūts no: drugbank.ca