Tetrodotoxinestructuur, kenmerken, gebruik, effecten

De tetrodotoxine (TTX) is een giftige aminoperhidroquine Tetraodontiform; Onder hen vissen de ballonnen. Het is ook in de Triton, platte wormen (Plichtsmintos), krabben, blauwe ringen octopus en in een groot aantal bacteriën.

Onder de bacteriesoorten waarin tetrodotoxine is (afgekort als TTX), zijn: de Vibrio algenolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, evenals in andere bacteriën van het geslacht Vibrio en Pseudomonas. Vanaf hier kan het intuïteren zijn dat de oorsprong bacterieel is.

Het tetrodotoxinemolecuul en een van zijn natuurlijke bronnen: de ballonvissen. Bron: Original Image (GFDL/CC-BY-SA): Liné1derivative: Capacio [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)]

De aanwezigheid van exocriene klieren voor de secretie van de TTX in de wereldvissen, evenals de opslag in speekselklieren van de blauwe ringen octopus, toonde aan dat bepaalde dieren ook het vermogen kunnen hebben om het te synthetiseren.

De TTX oefent het lichaam uit op zijn werking door natriumkanalen van neuronale axonen en skelet- en gladde spiercellen te blokkeren; behalve hartspiercellen, die "poorten" resistent hebben tegen TTX.

De belangrijkste oorzaak van de plotselinge dood van de mens gemedieerd door TTX is zijn verlammende actie op het diafragma en intercostale spieren; spieren die nodig zijn om te ademen. Daarom vindt de dood binnen enkele uren plaats, na TTX -inname.

De gemiddelde dodelijke orale dosis (LD50) van muizen tetrodotoxine is 334 µg/kg gewicht. Ondertussen is LD50 voor kaliumcyanide 8,5 mg/kg. Dit betekent dat TTX een gif is, ongeveer 25 keer krachtiger dan kaliumcyanide.

[TOC]

Tetrodotoxinestructuur

Moleculaire structuur van tetrodotoxine. Bron: Benjah-bmm27 [Public Domain]

Het bovenste beeld toont de moleculaire structuur van tetrodotoxine met een model van bollen en staven. De rode bollen komen overeen met zuurstofatomen, blauw tot stikstofatomen en zwart en zwart met respectievelijk hydrogenen en koolstofatomen.

Als het even stopt in de atomen van O, zal worden gezien dat zes van hen worden gevonden als hydroxylgroepen, OH; Daarom zijn er zes OH -groepen in de rand van de molecule. Ondertussen zijn de resterende twee atomen als geoxygeneerde bruggen binnen gecondenseerde cyclische eenheden.

Het kan u van dienst zijn: Transterificatie: mechanisme, in vetzuren, in microalgen, gebruikt

Aan de andere kant zijn er nauwelijks drie stikstofatomen, maar ze behoren tot een unieke groep: de guanidino. Deze groep kan een positieve belasting dragen als C = NH een waterstofion wint, die transformeert in C = NH₂⁺; Het zou daarom onderaan de molecuul bevinden. Terwijl in het bovenste gedeelte, kan de -oH hierboven onbeschermd zijn en zijn zoals -o^-.

Aldus kan tetrodotoxine twee ionische belastingen tegelijkertijd hebben in verschillende gebieden van zijn structuur; die, hoewel het misschien ingewikkeld lijkt, wordt vereenvoudigd wanneer een kooi wordt overwogen.

Kooi en waterstofbruggen

Tetrodotoxine kan vervolgens worden gevisualiseerd als een kooi, omdat de gefuseerde cycli een compacte structuur vertegenwoordigen. Hierboven werd gezegd dat hij zes OH -groepen in zijn periferie heeft (als hij geen negatieve belasting heeft), naast drie NH -groepen die tot de Guanidino -groep behoren (als hij geen positieve lading heeft).

In totaal kan het molecuul maximaal negen waterstofbruggen doneren; En ook, u kunt hetzelfde aantal bruggen accepteren, en twee meer vanwege interne zuurstofatomen in hun cycli. Daarom is deze kooi behoorlijk actief in termen van intermoleculaire interacties; Je kunt daar niet "lopen" zonder het op te merken.

Dit betekent dat er een stikstof- of geoxygeneerd oppervlak is zodat tetrodotoxine verankerd is door sterke interacties. In feite is dit de reden waarom het natriumkanalen blokkeert en zich gedraagt ​​als een kooi-hoek die de na-ionen voorkomt⁺ In de cellen.

Kenmerken

Sommige kenmerken of eigenschappen van tetrodotoxine worden hieronder vermeld:

-Zijn moleculaire formule c_elfH₁₇N₃OF₈ en een molecuulgewicht van 319,27 g/mol.

-U kunt TTX bereiden vanuit de eierstokken van de ballonvissen. Na het homogeniseren ervan gaan eiwitten neer en wordt het supernatant onderworpen aan een geactiveerde koolstofchromatografie; het verkrijgen van 8-9 g pure TTX met 1.000 g visro.

-Gedehydrateerde TTX is een wit stof, in water oplosbaar en verdund azijnzuur; Maar praktisch onoplosbaar in organische oplosmiddelen.

-Het is thermostabiel, behalve in een alkalisch medium. Het is ook onstabiel wanneer 100 ºC in een zuur medium wordt verwarmd.

-Wanneer verwarmd op 220 ºC, wordt hij donker zonder ontbinden.

-De TTX wordt vernietigd door sterke zuren en alkalisten.

Kan u van dienst zijn: Monochromator: componenten, functie, typen

-Het heeft een dissociatieconstante, PKA = 8,76 in water en PKA = 9,4 in 50 % alcohol.

-Het is een Monooric -basis, stabiel tussen een pH 3 - 8,5.

-De toxiciteit van de TTX wordt geëlimineerd door de 2 % natriumnatriumhydroxide -werking.

-Een TTX -dichtheid van 1.3768 g/cm is geschat³. Evenzo is een kookpunt van 458,31 ºC geschat.

Werkingsmechanisme

Natriumkanaalblok

De TTX blokkeert NA -kanalen⁺, het voorkomen van de verspreiding van actiepotentialen of zenuwimpulsen in exciteerbare cellen.

Door de verspreiding van actiepotentialen te voorkomen, leidt de TTX tot een verlamming van spiercellen die in korte tijd tot de dood van dieren leidt.

De NA -kanalen⁺, Net als andere ionische kanalen zijn het eiwitten die het plasmamembraan oversteken. Deze zijn spanningsafhankelijk; dat wil zeggen, ze kunnen reageren op een adequate variatie van het potentiële membraan met de opening.

De TTX is een molecuul met een diameter van ongeveer 8 A, die buiten het NA -kanaal wordt geplaatst⁺; precies in de mond die toegang geeft tot het kanaal, waardoor de NA wordt voorkomen⁺ door hetzelfde. Er wordt aangenomen dat een enkel TTX -molecuul voldoende is om een ​​NA -kanaal te blokkeren⁺.

Verlamming

De TTX door de invoer van NA te blokkeren⁺ Voorkomt de vorming van actiepotentiaal in de neuronale cel, evenals de verspreiding ervan over de axon. Op dezelfde manier wordt de vorming van actiepotentialen in spiercellen voorkomen, een vereiste voor contractie wordt voorkomen.

Daarom vindt het niet opstellen van spiercellen hun verlamming voor. In het geval van de diafragmaspier en intercostale spieren blokkeert de verlamming de ademhaling, waardoor de dood in een paar uur wordt veroorzaakt.

Toepassingen

Lage dosis TTX heeft een analgetische werking bij patiënten met ernstige pijn die niet wordt verlicht door conventionele behandelingen. 24 patiënten lijden aan terminale kanker en dienen ze in bij 31 TTX dosisbehandelingscycli tussen 15 en 90 µg/dag.

Als gevolg hiervan werd een klinisch significante vermindering van de pijnintensiteit waargenomen, in 17 van de 31 cycli. De opluchting van pijn bleef twee of meer weken bestaan. De TTX heeft effectief ernstige en resistente pijn van de meeste kankerpatiënten verzacht.

Kan u van dienst zijn: helium: geschiedenis, eigenschappen, structuur, risico's, gebruik

Bovendien bestudeert de Wex Pharmaceuticals Company het gebruik van tetrodotoxine voor pijnbehandeling bij gevorderde kankerpatiënten. En ook in opiumconsumenten, om de dosis van het medicijn te verminderen.

Effecten op het organisme

Paresthesie

Een lage dosis TTX produceert paral. Deze symptomen maken ook deel uit van de algemene symptomen van een TTX -vergiftiging.

Symptomen

Er zijn skeletspiercontracties in zijn geheel, gemanifesteerd door een moeilijkheid bij de articulatie van woorden en slikken. De leerlingen van vergiftigen van mensen zijn vast en verwijd. Het meest dramatische is dat mensen volledig verlamd zijn, maar bewust zijn.

Cardiovasculaire tekenen en symptomen worden gekenmerkt door pijn op de borst, hypotensie en hartritmestoornissen. Ademhalingsverandering manifesteert zich door moeite met ademhaling en cyanose; dat wil zeggen blauwachtige huidskleur en mondholte.

In het gastro -intestinale systeem worden meestal misselijkheid, braken en diarree gepresenteerd.

Dood

Het sterftecijfer van mensen die TTX hebben ingenomen en niet zijn behandeld, is groter dan 50%. De dood treedt op in een periode tussen 4 en 6 uur na vergiftiging.

In sommige gevallen kan de dood plaatsvinden in een periode van 20 minuten kort. TTX kan de dood van een persoon tot een dosis zo laag als 1 tot 4 mg veroorzaken.

The Fugus: een sterfelijk gerecht

In het verleden werd de grootste vergiftiging met TTX veroorzaakt door fugus -inname. Fugus is een gerecht dat wordt beschouwd als een voortreffelijkheid van Japans eten en wordt bereid met de ballonvissen; die de hoogste concentratie TTX in de lever en in de Gonads presenteert.

Momenteel zijn controles opgesteld om het risico op vergiftiging voor deze oorzaak te verminderen. Mensen die de ballonvissen verwerken en die de fugus bereiden, hebben meerdere jaren nodig om de vaardigheid te verkrijgen die de voorbereiding van het gerecht mogelijk maakt.

Referenties

1. Lake, J., Rodríguez, l. P., Wit, l., Vieites, J. M., & Cabado, aan. G. (2015). Tetrodotoxine, een extreem krachtige marien neurotoxine: verdeling, toxiciteit, oorsprong en therapeutisch gebruik. Marine Drugs, 13 (10), 6384-6406. Doi: 10.3390/MD13106384
2. Nationaal centrum voor biotechnologie -informatie. (2019). Tetrodotoxine. PubChem -database. CID = 11174599. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
3. Wikipedia. (2019). Tetrodotoxine. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
4. Chemisch boek. (2017). Tetrodotoxine. Hersteld van: chemisch boek.com
5. Drugsbank. (2019). Tetrodotoxine. Hersteld van: Drugsbank.AC