Egenskaper för tetradotoxin (TTX), patofysiologi och toxicitet

den tetrodotoxin (TTX) är en gift av aminoperhidroquinazolina som huvudsakligen finns i lever och äggstockar av fisk i storleksordningen Tetraodontiformes. 

Det är ett kraftfullt marine neurotoxin, namngivet för fiskbeställningen som det är mest förknippat med, Tetraodontiformes (tetras-fyra och odontos-tand) eller pufferfisk.

Den Tetraodon är utrustad med fyra stora tänder är nästan sammansmälta och bildar en näbb-liknande som används för att knäcka mollusker och andra ryggradslösa djur struktur och att skrapa koraller och allmän betes rev.

Medlemmarna i denna ordning inkluderar blowfish fahaka (Tetraodon fahaka), pufferfish Kongo (tetraodon miurus), och jätte mbu puffer (Tetraodon mbu).

Pufferfish släktet Fugu (F. flavidus, F. och F. poecilonotus niphobles), arothron (A. nigropunctatus), chelonodon (chelonodon spp.) Och Takifugu (Takifugu rubripes) lagra TTX och besläktade analoger i sina vävnader (Johnson , SF).

Tetrodotoxin (TTX) är ett naturligt toxin som har varit ansvarigt för mänsklig förgiftning och död. Det vanligaste sättet att förgifta är genom intag av denna typ av förorenad fisk betraktas som a delikatess i vissa kulinariska kulturer.

TTX tros vara begränsad till de sydostasiatiska regionerna, men nyligen har studier visat att toxinet har spridit sig till regioner i Stilla havet och Medelhavet. Det finns ingen känd motgift mot TTX som är en potent natriumkanalhämmare (Vaishali Bane, 2014).

index

• 1 Egenskaper
• 2 fysiopatologi
• 3 Steg av berusning och toxicitet
• 4 "zombie damm"
• 5 referenser

egenskaper

Den empiriska formeln för tetradotoxinet är C11H17N3O8 och dess molekylvikt är 319.268 g / mol. Det är ett färglöst kristallint fastämne som mörknar vid upphettning över 220 ° C (National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), 2014).

Molekylen är väldigt löslig i vatten, som kan lösa upp 1 x 106 gram per liter. Den har en pKa på 8,76 och är termiskt stabil utom i en alkalisk medium, där den släpper ut giftiga rök av kväveoxid (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Säkerhetsbladet för tetrodotoxin specificerar att den orala medianlidala dosen (LD50) för möss är 334 μg per kg. Om man antar att den dödliga dosen för människor är liknande, förväntas 25 milligram tetrodotoxin döda en 75 kg person.

Den mängd som krävs för att uppnå en dödlig dos per injektion är mycket lägre, 8 μg per kg eller lite mer än en halv milligram för att döda en person av 75 kg (Gilbert, 2012).

En nyligen genomförd studie med användning av tetrodotoxin visar terapeutiskt att tetrodotoxin som används tillsammans med bupivakain förlänger lokalbedövningseffekten.

Tetrodotoxin utreds av Wex Pharmaceuticals för behandling av kronisk smärta och studier hos patienter med framskriden cancer och för behandling av opioidberoende (Benzer, 2015).

patofysiologi

Flödet av natriumjoner i nervceller är ett nödvändigt steg i ledningen av nervimpulser i exklusiva nervfibrer och längs axoner. Normala axonala celler har höga koncentrationer av K + joner och låga koncentrationer av Na + joner och har en negativ potential.

Stimuleringen av axonen resulterar i en aktionspotential som uppstår genom ett flöde av Na + joner inom cellen och genereringen av en positiv membranpotential. Förökningen av denna depolarisering längs nervterminalen fördröjer alla andra händelser.

Na + joner flyter genom cellmembranet med natriumjonkanalen, en kanal som är selektiv för natriumjoner på kaliumjoner med en storleksordning.

Kanalen utgöres av en enda peptidkedja med fyra upprepade enheter, var och en enhet bestående av sex transmembran-helixer. Transmembranporan bildas när de fyra enheterna viks in i ett kluster med porerna i mitten (figur 3).

Tetrodotoxin fungerar genom att blockera ledningen av nervimpulser längs nervfibrer och axoner. Offret dör till slut från andningsförlamning.

Molekylen är ganska specifik för att blockera Na + jonkanalen och följaktligen flödet av Na + joner utan någon effekt på K + joner. Klyftan till kanalen är relativt smal (Kd = 10-10 nM). Medan den hydrerade natriumjonen binder reversibelt i en nanosekundskala, är tetrodotoxin bunden i dussintals sekunder.

Tetrodotoxin, mycket större än natriumjonen, fungerar som en kork i en flaska, vilket förhindrar natriumflödet tills det sakta diffunderar. En dödlig dos av tetrodotoxin är bara en milligram.

Tetrodotoxin konkurrerar med den hydratiserade natriumkationen och går in i Na + -kanalen till vilken den binder. Det föreslås att denna union kommer från interaktionen mellan guanidinkoncernen positivt laddad i tetrodotoxin och negativt laddade karboxylatgrupper i sidokedjor vid kanalens munning.

Saxitoxin, en naturlig produkt av dinoflagellater, fungerar på ett liknande sätt och är också ett kraftfullt neurotoxin.

Natriumjonskanalen i värden måste vara annorlunda än offerets, eftersom den inte bör vara mottaglig för toxinet. Det har visat sig att för ballongfisk har natriumjonkanalproteinet genomgått en mutation som förändrar aminosyrasekvensen vilket gör kanalen okänslig för tetrodotoxin.

Den spontana mutationen som orsakade denna strukturella förändring är fördelaktig för pufferfisken, eftersom det tillät honom att införliva de symbiotiska bakterierna och använda toxinet som producerar till sitt bästa.

Steg av berusning och toxicitet

Det första symtomet på förgiftning är en lindrighet i läpparna och tungan, som uppträder mellan 20 minuter och tre timmar efter att ha ätit pufferfisken.

Nästa symptom är den ökande parestesen i ansiktet och extremiteterna, som kan följas av känslor av ljushet eller flytande. Du kan också uppleva huvudvärk, epigastrisk smärta, illamående, diarré och / eller kräkningar.

Ibland kan vissa trummor eller svårigheter gå. Den andra etappen av berusning är den växande förlamningen. Många offer kan inte flytta och det kan vara svårt att sitta ihop.

Det finns en ökande andningsödring där tal påverkas och offeret brukar presenteras med dyspné, cyanos och hypotoni. Förlamning ökar och anfall, psykisk försämring och hjärtarytmi kan uppstå.

Offeret, även om det är helt förlamat, kan vara medvetet och i vissa fall helt klart tills kort före döden. Döden uppträder vanligtvis inom 4 till 6 timmar, med ett känt intervall av ungefär 20 minuter till 8 timmar.

Från 1974 till 1983 fanns 646 fall av fuguförgiftning i Japan, med 179 dödsfall. Uppskattningar på upp till 200 fall per år med dödlighet nära 50% har rapporterats.

Utbrott utanför Indo-Stillahavsområdet är sällsynta, med endast några få fall rapporterade i USA. Sushi kockar som vill förbereda fugu måste godkännas av den japanska regeringen.

Tetrodotoxin är tio gånger mer dödligt än gift krait Sydostasien, som i sin tur är 10 till 100 gånger mer dödligt än giftet av svart änkaspindel vid administrering till möss och över 10 tusen gånger mer dödligt än cyanid.

Det har samma toxicitet som saxitoxin som orsakar paralytisk skaldjursförgiftning (både TTX och saxitoxin blockerar Na + -kanalen och båda finns i vävnaderna i pufferfisken).

"Zombie damm"

En särskilt nyfiken detalj om TTX är dess användning i det så kallade zombie-dammet. Enligt många rapporter skapar voodoo präster som kallas bokor en vit och dammig sammansättning som heter coupé poudre.

Ingredienserna i detta pulver kan förmodligen vända en person till en zombie. På 1980-talet, Harvard ethnobotanist Wade Davis reste till Haiti för att utreda zombies och "zombie pulver".

Även olika Bokor används olika ingredienser i deras pulver, Davis fann att "det finns fem ingredienser konstant djur brann mänskliga kvarlevor och begravdes (vanligen ben), ett litet träd groda, en borst mask, en stor padda nya världen och en eller flera arter av ballongfisk.

De mest potenta ingredienserna är globefish, som innehåller dödliga neurotoxiner som kallas tetrodotoxin, "skrev Davis i Harper's Magazine.

Även om det vetenskapliga samfundet har kritiserat Daviss forskning är det otvetydigt att hans identifiering av tetrodotoxin som en aktiv ingrediens i zombiedamm har stor vetenskaplig förtjänst (Lallanilla, 2013).

referenser

1. Benzer, T. (2015, 28 december). Tetoxotoxintoxicitet. Återställd från emedicine.medscape.com.
2. Gilbert, S. (2012, 13 maj). Tetrodotoxin. Hämtad från toxipedia.org.
3. Johnson, J. (S.F.). Tetrodotoxin ... en gammal alkaloid från havet ... Hämtad från chm.bris.ac.uk.
4. Lallanilla, M. (2013, 24 oktober). Hur man gör en zombie (allvarligt). Hämtad från livescience.com.
5. National Center for Biotechnology Information. (2017, 4 mars). PubChem Compound Database; CID = 11174599. Hämtad från PubChem.
6. Tetrodotoxin: handlingssätt. (2001). Hämtad från life.umd.edu.
7. Institutet för arbetarskydd och hälsa (NIOSH). (2014, 20 november). TETRODOTOXIN: Biotoxin. Återställd från cdc.gov.
8. Vaishali Bane, M. L. (2014). Tetrodotoxin: Kemi, Toxicitet, Källa, Distribution och Detektion. Toxiner 6 (2), 693-755.