Tetrodotoxinstruktur, egenskaper, användningsområden, effekter

4730
Charles McCarthy
Tetrodotoxinstruktur, egenskaper, användningsområden, effekter

De tetrodotoxin (TTX) är en giftig aminoperhydroquinazolin, som finns i levern och äggstockarna hos fisk av ordningen tetraodontiformes; inklusive pufferfisken. På samma sätt är det i newt, flatworms (plattmaskar), krabbor, blåringad bläckfisk och ett stort antal bakterier.

Bland de bakteriearter där tetrodotoxin (förkortat TTX) finns, är: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, liksom i andra bakterier av släktet Vibrio och Pseudomonas. Härifrån kan man förstå att dess ursprung är bakteriellt..

Tetrodotoxin-molekylen och en av dess naturliga källor: pufferfisken. Källa: Originalbild (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivativ: Capaccio [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Närvaron av exokrina körtlar för utsöndring av TTX i pufferfisk, liksom dess lagring i spottkörtlar i den blåringade bläckfisken, visade att vissa djur också kan ha förmågan att syntetisera.

TTX utövar sin verkan på kroppen genom att blockera natriumkanalerna i neuronala axoner och skelett- och glattmuskelceller; förutom hjärtmuskelceller, som har TTX-resistenta "grindar".

Den främsta orsaken till plötslig död hos människa som förmedlas av TTX är dess förlamande verkan på membranet och interkostalmusklerna; muskler som behövs för att andas. Därför inträffar döden inom några timmar efter intag av TTX..

Median dödlig oral dos (LD50) av tetrodotoxin för möss är 334 µg / kg kroppsvikt. Under tiden är LD50 för kaliumcyanid 8,5 mg / kg. Detta betyder att TTX är ett gift som är cirka 25 gånger mer potent än kaliumcyanid..

Artikelindex

  • 1 Struktur av tetrodotoxin
    • 1.1 Bur- och vätebroar
  • 2 funktioner
  • 3 Handlingsmekanism
    • 3.1 Natriumkanalblock
    • 3.2 Förlamning
  • 4 användningsområden
  • 5 Effekter på kroppen
    • 5.1 Parestesi
    • 5.2 Symtom
    • 5.3 Död
    • 5.4 Fugus: en dödlig tallrik
  • 6 Referenser 

Struktur av tetrodotoxin

Molekylär struktur av tetrodotoxin. Källa: Benjah-bmm27 [Public domain]

Den övre bilden visar den molekylära strukturen av tetrodotoxin med en sfär och stavmodell. De röda sfärerna motsvarar syreatomer, de blå sfärerna till kväveatomer, och de vita och svarta kulorna till väte och kol..

Om du stannar ett ögonblick vid O-atomerna kommer du att se att sex av dem finns som hydroxylgrupper, OH; därför finns det sex OH-grupper på molekylens periferi. Under tiden är de två återstående atomerna som syresatta broar i kondenserade cykliska enheter..

Å andra sidan finns det knappt tre kväveatomer, men de tillhör en unik grupp: guanidino. Denna grupp kan ha en positiv laddning om C = NH får en vätejon och omvandlas till C = NHtvå+; den skulle därför vara belägen i den nedre delen av molekylen. Medan på toppen, kan -OH på toppen deprotoneras och vara som -O-.

Således kan tetrodotoxin ha två joniska laddningar samtidigt i olika regioner av dess struktur; som, även om det kan verka invecklat, förenklas genom att betrakta det som en bur.

Bur och vätebroar

Tetrodotoxin kan sedan visualiseras som en bur, eftersom dess smälta cykler representerar en kompakt struktur. Ovan sägs att den har sex OH-grupper i sin periferi (om den inte har en negativ laddning), förutom tre NH-grupper som tillhör guanidinogruppen (om den inte har en positiv laddning)..

Sammantaget kan molekylen då donera upp till nio vätebindningar; och på samma sätt kan den acceptera samma antal broar och ytterligare två på grund av de inre syreatomerna i dess cykler. Därför är nämnda bur ganska aktiv när det gäller intermolekylära interaktioner; han kan inte ”gå” utan att märkas.

Detta betyder att det räcker att det finns en kväve- eller syresatt yta för att tetrodotoxinet ska förankras på grund av de starka interaktionerna. I själva verket är detta anledningen till att den blockerar natriumkanaler och beter sig som en korkbur som förhindrar passage av Na-joner.+ inuti celler.

Egenskaper

Några egenskaper eller egenskaper hos tetrodotoxin nämns nedan:

-Dess molekylformel CelvaH17N3ELLER8 och en molekylvikt av 319,27 g / mol.

-TTX kan beredas från äggstockarna hos pufferfisk. Efter homogenisering fälls proteinerna ut och supernatanten utsätts för kromatografi med aktiverat kol; erhåller 8-9 g ren TTX per 1000 g fiskrot.

-Dehydratiserad TTX är ett vitt pulver, lösligt i vatten och utspädd ättiksyra; men praktiskt taget olösligt i organiska lösningsmedel.

-Den är värmestabil, utom i ett alkaliskt medium. Det är också instabilt vid uppvärmning till 100 ° C i ett surt medium.

-Vid uppvärmning till 220 ° C mörknar den utan att sönderdelas.

-TTX förstörs av starka syror och alkalier.

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

-Det är en monosyrabas, stabil mellan pH 3 - 8,5.

-Toxiciteten för TTX elimineras genom inverkan av 2% natriumhydroxid i 90 minuter..

-En TTX-densitet på 1,3768 g / cm har uppskattats3. På samma sätt har en kokpunkt på 458,31 ºC uppskattats..

Handlingsmekanism

Natriumkanalblock

TTX blockerar Na-kanaler+, förhindrar förökning av åtgärdspotentialer eller nervimpulser i exciterande celler.

Genom att förhindra spridning av aktionspotentialer leder TTX till en förlamning av muskelceller som leder till djurens död på kort tid.

Na-kanaler+, som andra jonkanaler är de proteiner som passerar plasmamembranet. Dessa är spänningsberoende; det vill säga de kan svara på en adekvat variation av membranpotential med sin öppning.

TTX är en molekyl med ungefär 8 Å i diameter, som är placerad på utsidan av Na-kanalen+; exakt i munnen som ger tillgång till kanalen, vilket förhindrar inträde av Na+ genom det. Det anses att en enda TTX-molekyl är tillräcklig för att blockera en Na-kanal+.

Förlamning

TTX genom att blockera posten för Na+ det förhindrar bildandet av åtgärdspotentialen i nervcellen, såväl som dess förökning längs axonen. På samma sätt förhindras bildandet av åtgärdspotentialer i muskelceller, ett krav för deras sammandragning..

Eftersom muskelcellerna inte dras samman, uppstår därför deras förlamning. När det gäller membranmuskulaturen och interkostalmusklerna blockerar deras förlamning andningen och orsakar död inom några timmar.

Applikationer

Lågdos TTX har smärtstillande verkan hos patienter med svår smärta som inte lindras av konventionella behandlingar. 24 patienter som lider av terminal cancer behandlades och utsattes för 31 behandlingscykler med doser av TTX mellan 15 och 90 µg / dag.

Som ett resultat observerades en kliniskt signifikant minskning av smärtintensiteten i 17 av de 31 cyklerna. Smärtlindring kvarstod i två eller flera veckor. TTX mildrade effektivt allvarlig och eldfast smärta hos de flesta cancerpatienter.

Dessutom studerar Wex Pharmaceuticals företaget användningen av tetrodotoxin för behandling av smärta hos patienter med avancerad cancer. Och även hos opiumanvändare för att minska den konsumerade dosen av läkemedlet.

Effekter på kroppen

Parestesi

En låg dos av TTX ger parestesi, vilket är en stickningar och domningar runt munnen och fingrarna och tårna. Dessa symtom är också en del av de allmänna symptomen på TTX-förgiftning..

Symtom

Det finns sammandragningar av skelettmuskulaturen som helhet, vilket manifesteras av svårigheter att artikulera ord och svälja. Eleverna från förgiftade människor fixeras och utvidgas. Det mest dramatiska är att människor är helt förlamade, men medvetna.

Kardiovaskulära tecken och symtom kännetecknas av bröstsmärtor, hypotoni och hjärtarytmi. Andningsstörningar manifesteras av andfåddhet och cyanos; det vill säga blåaktig hudfärg och munhålan.

Illamående, kräkningar och diarré är vanliga i mag-tarmsystemet..

Död

Dödsfallet för personer som intagade TTX och inte har behandlats är högre än 50%. Döden inträffar inom 4 till 6 timmar efter förgiftning.

I vissa fall kan döden inträffa på så lite som 20 minuter. TTX kan döda en person i en dos så låg som 1 till 4 mg..

Fugus: en dödlig maträtt

Tidigare orsakades de flesta TTX-förgiftningar av intag av fugus. Fugus är en maträtt som anses vara en delikatess av japansk mat och tillagas med pufferfisk; som har sin högsta koncentration av TTX i levern och könsorganen.

För närvarande har kontroller etablerats för att minska risken för förgiftning av denna orsak. Människorna som bearbetar pufferfisken och som förbereder fugus kräver en utbildning på flera år för att få skickligheten som gör att de kan förbereda skålen.

Referenser

  1. Lago, J., Rodríguez, L. P., Blanco, L., Vieites, J. M., & Cabado, A. G. (2015). Tetrodotoxin, ett extremt kraftigt marint neurotoxin: distribution, toxicitet, ursprung och terapeutisk användning. Marina droger, 13 (10), 6384-6406. doi: 10.3390 / md13106384
  2. Nationellt centrum för bioteknikinformation. (2019). Tetrodotoxin. PubChem-databas. CID = 11174599. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Wikipedia. (2019). Tetrodotoxin. Återställd från: en.wikipedia.org
  4. Kemikaliebok. (2017). Tetrodotoxin. Återställd från: chemicalbook.com
  5. Drogbank. (2019). Tetrodotoxin. Återställd från: drugbank.ca

Ingen har kommenterat den här artikeln än.