Struktura tetrodotoksyny, charakterystyka, zastosowania, efekty

tetrodotoksyna (TTX) to jadowita aminoperhidroquina Tetraodonform; Wśród nich balony łowią ryby. Jest także w Triton, płaskich robakach (PlatelMintos), kraby, błękitne pierścienie ośmiornice i w dużej liczbie bakterii.

Wśród gatunków bakteryjnych, w których jest tetrodotoksyna (skrócona jako TTX), to: Vibrio algenoliticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, a także w innych bakteriach z rodzaju vibrio i pseudomonas. Stąd może być intuicie, że jego pochodzenie jest bakteryjne.

Cząsteczka tetrodotoksyny i jedno z jej naturalnych źródeł: ryby balonowe. Źródło: Oryginalny obraz (GFDL/CC-BY-SA): Liné1derivative: Capacio [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

Jednak obecność gruczołów zewnątrzwydzielniczych do wydzielania TTX u globalnych ryb, a także jego przechowywanie w gruczołach ślinowych w Octacy.

TTX wywiera ciało na działanie poprzez blokowanie kanałów sodowych aksonów neuronalnych oraz komórek mięśni szkieletowych i gładkich; z wyjątkiem komórek mięśni serca, które mają „bramy” odporne na TTX.

Główną przyczyną nagłej śmierci człowieka za pośrednictwem TTX jest jego paraliżujące działanie na membranę i mięśnie międzyżebrowe; mięśnie niezbędne do oddychania. Dlatego śmierć zachodzi za kilka godzin, po spożyciu TTX.

Średnia śmiertelna dawka doustna (LD50) myszy tetrodotoksyna wynosi 334 µg/kg masy. Tymczasem LD50 dla cyjanku potasu wynosi 8,5 mg/kg. Oznacza to, że TTX jest trucizną, około 25 razy silniejszą niż cyjanku potasu.

[TOC]

Struktura tetrodotoksyny

Struktura molekularna tetrodotoksyny. Źródło: Benjah-BMM27 [domena publiczna]

Górny obraz pokazuje strukturę molekularną tetrodotoksyny z modelem kul i słupków. Czerwone kule odpowiadają odpowiednio atomom tlenu, niebieskim do atomów azotu oraz czarno -czarnym do hydrogenów i węgli.

Jeśli zatrzyma się przez chwilę w atomach O, okaże się, że sześć z nich znajduje się jako grupy hydroksylowe, OH; Dlatego istnieje sześć grup OH na obrzeżach cząsteczki. Tymczasem pozostałe dwa atomy są jak utlenione mosty w skondensowanych cyklicznych jednostkach.

Może ci służyć: transterifikacja: mechanizm, w kwasach tłuszczowych, w mikroalgach,

Z drugiej strony prawie nie ma trzech atomów azotu, ale należą one do unikalnej grupy: guanidino. Ta grupa może przenosić dodatnie obciążenie, jeśli C = NH wygrywa jon wodoru, przekształcając się w C = NH₂⁺; Dlatego znajdowałby się na dole cząsteczki. Podczas gdy w górnej części -OH powyżej może być niechroniono i być jak -o^-.

Zatem tetrodotoksyna może mieć dwa obciążenia jonowe jednocześnie w różnych regionach jej struktury; co, choć może wydawać się skomplikowane, jest uproszczone, gdy rozważana jest klatka.

Mosty klatki i wodoru

Tetrodotoksyna można następnie wizualizować jako klatkę, ponieważ jej połączone cykle reprezentują kompaktową strukturę. Powyżej powiedziano, że ma sześć grup OH na swoich peryferiach (jeśli nie ma obciążenia ujemnego), oprócz trzech grup NH należących do grupy Guanidino (jeśli nie ma opłat dodatniej).

W sumie cząsteczka jest w stanie przekazać dziewięć mostów wodorowych; A także możesz zaakceptować tę samą liczbę mostów i dwa kolejne z powodu wewnętrznych atomów tlenu w ich cyklach. Dlatego klatka jest dość aktywna pod względem interakcji międzycząsteczkowych; Nie możesz tam „chodzić” bez zauważania.

Oznacza to, że istnieje azot lub natleniona powierzchnia, dzięki czemu tetrodotoksyna jest zakotwiczona z powodu silnych interakcji. W rzeczywistości jest to powód, dla którego blokuje kanały sodowe, zachowuje⁺ Wewnątrz komórek.

Charakterystyka

Niektóre cechy lub właściwości tetrodotoksyny są wspomniane poniżej:

-Jego wzór molekularny C_jedenaścieH₁₇N₃ALBO₈ oraz masę cząsteczkową 319,27 g/mol.

-Możesz przygotować TTX z jajników ryb balonowych. Po ich homogenizacji białka wytrącą, a supernatant poddawany jest aktywowanej chromatografii węgla; uzyskanie 8-9 g czystego TTX przez 1.000 g rybki.

-Odwodniony TTX jest białym pyłem, rozpuszczalnym w wodzie i rozcieńczonym kwasem octowym; Ale praktycznie nierozpuszczalne w organicznych rozpuszczalnikach.

-Jest termostabilny, z wyjątkiem środowiska alkalicznego. Jest również niestabilny, gdy 100 ° C jest podgrzewane w kwaśnej pożywce.

-Po podgrzaniu w 220 ° C, ciemnieje bez rozkładu.

-TTX jest niszczony przez silne kwasy i alkalis.

Może ci służyć: monochromator: komponenty, funkcja, typy

-Ma stałą dysocjacji, PKA = 8,76 w wodzie, a PKA = 9,4 w 50 % alkoholu.

-Jest to baza monooriaczna, stabilna między pH 3-8,5.

-Toksyczność TTX jest eliminowana przez 2 % działanie wodorotlenku sodu sodu.

-Oszacowano gęstość TTX 1 3768 g/cm³. Podobnie oszacowano temperaturę wrzenia 458,31 ° C.

Mechanizm akcji

Blok kanału sodu

TTX blokuje kanały NA⁺, zapobieganie rozprzestrzenianiu się potencjałów czynnościowych lub impulsów nerwowych w komórkach pobudliwych.

Zapobiegając rozprzestrzenianiu się potencjałów czynnościowych, TTX prowadzi do paraliżu komórek mięśniowych, który prowadzi do śmierci zwierząt w krótkim czasie.

Kanały NA⁺, Podobnie jak inne kanały jonowe, są to białka, które przekraczają błonę plazmatyczną. Są one zależne od napięcia; Oznacza to, że są w stanie odpowiedzieć na odpowiednią zmianę potencjalnej membrany z jej otwarciem.

TTX jest cząsteczką o średnicy około 8 Å, która jest umieszczona poza kanałem Na⁺; Dokładnie w ustach, który daje dostęp do kanału, zapobiegając wprowadzaniu Na⁺ przez to samo. Uważa się, że pojedyncza cząsteczka TTX wystarczy, aby zablokować kanał Na⁺.

Paraliż

TTX, blokując wpis NA⁺ zapobiega tworzeniu potencjału czynnościowego w komórce neuronalnej, a także jego rozprzestrzenianie się w całej akson. W ten sam sposób utworzenie potencjałów czynnościowych w komórkach mięśniowych zapobiega się skurczu.

Dlatego nie zawierają komórek mięśniowych ich paraliżu. W przypadku mięśni membranowych i mięśni międzyżebrowych jego paraliż blokuje oddychanie, powodując śmierć w ciągu kilku godzin.

Aplikacje

Niska dawka TTX ma działanie przeciwbólowe u pacjentów z silnym bólem, które nie są zwolnione przez konwencjonalne leczenie. 24 pacjentów cierpią na raka terminalnego, poddając je 31 cykli leczenia dawki TTX od 15 do 90 µg/dzień.

W rezultacie zaobserwowano klinicznie znaczące zmniejszenie intensywności bólu, w 17 z 31 cykli. Ulga w bólu utrzymywała się przez dwa lub więcej tygodni. TTX skutecznie złagodził ciężki i oporny ból u większości pacjentów z rakiem.

Może ci służyć: hel: historia, właściwości, struktura, ryzyko, użycia

Ponadto firma WEX Pharmaceuticals bada zastosowanie tetrodotoksyny do leczenia bólu u zaawansowanych pacjentów z rakiem. A także u konsumentów opium, aby zmniejszyć dawkę spożywaną leku.

Wpływ na organizm

Parestezja

Niska dawka TTX daje parałę. Objawy te są również częścią ogólnych objawów zatrucia TTX.

Objawy

W całości istnieją skurcze mięśni szkieletowych, objawione trudnością w artykulacji słów i połykaniu. Uczniowie zatrutych ludzi są ustalone i rozszerzone. Najbardziej dramatyczne jest to, że ludzie są całkowicie sparaliżowani, ale świadomi.

Objawy i objawy sercowo -naczyniowe charakteryzują się bólem w klatce piersiowej, niedociśnieniem i arytmą serca. Zmiana oddechowa objawia się trudnościami oddychania i sinicy; to znaczy niebieskawy kolor skóry i jamy ustnej.

W układzie przewodu pokarmowego zwykle prezentowane są nudności, wymioty i biegunki.

Śmierć

Wskaźnik śmiertelności osób, które połknęły TTX i nie zostały leczone, jest większa niż 50%. Śmierć występuje w okresie od 4 do 6 godzin po zatruciu.

W niektórych przypadkach śmierć może wystąpić w okresie tak krótkim jak 20 minut. TTX może spowodować śmierć osoby na dawkę od 1 do 4 mg.

Fugus: śmiertelne danie

W przeszłości największe zatrucie TTX było spowodowane spożyciem fugusa. Fugus to danie, które jest uważane za wykwintność japońskiego jedzenia i jest przygotowywana z balonem; który przedstawia najwyższe stężenie TTX w wątrobie i gonadach.

Obecnie ustalono kontrolę w celu zmniejszenia ryzyka zatrucia w tej sprawie. Ludzie, którzy przetwarzają ryby balonowe i przygotowują fugus, wymagają kilku lat, aby uzyskać umiejętności, które pozwala na przygotowanie potrawy.

Bibliografia

1. Jezioro, J., Rodríguez, L. P., White, L., Vieites, J. M., & Cabado, do. G. (2015). Tetrodotoksyna, niezwykle silna neurotoksyna morska: rozkład, toksyczność, pochodzenie i zastosowania terapeutyczne. Morskie leki, 13 (10), 6384-6406. Doi: 10.3390/MD13106384
2. National Center for Biotechnology Information. (2019). Tetrodotoksyna. Baza danych Pubchem. CID = 11174599. Odzyskane z: Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov
3. Wikipedia. (2019). Tetrodotoksyna. Źródło: w:.Wikipedia.org
4. Książka chemiczna. (2017). Tetrodotoksyna. Odzyskany z: chemicalbook.com
5. Bank narkotykowy. (2019). Tetrodotoksyna. Wyjazd z: Banku Drug.AC