的河豚毒素(TTX)是一种有毒的aminoperhidroquinazolina,在肝和卵巢鱼顺序鲀实测值; 包括河豚。同样,在it,扁虫(扁虫),螃蟹,蓝圈章鱼和大量细菌中也发现了它。
在发现河豚毒素(简称为TTX)的细菌中,有:解藻弧菌,四假单胞菌,以及弧菌和假单胞菌属的其他细菌。从这里可以看出它的起源是细菌。
河豚毒素分子及其天然来源之一:河豚。资料来源:原始图片(GFDL / cc-by-sa):Liné1衍生品:Capaccio
然而,河豚鱼中分泌TTX的外分泌腺及其在蓝环章鱼唾液腺中的储存表明某些动物也可能具有合成它的能力。
TTX通过阻断神经元轴突的钠通道以及骨骼和平滑肌细胞对身体发挥作用。除了具有TTX抗性“门”的心肌细胞。
TTX介导的人突然死亡的主要原因是其对the肌和肋间肌的麻痹作用。呼吸所需的肌肉。因此,摄入TTX后数小时之内就会发生死亡。
河豚毒素的小鼠中位致死性口服剂量(LD50)为334 µg / kg体重。同时,氰化钾的LD50为8.5 mg / kg。这意味着TTX的毒性比氰化钾高25倍。
河豚毒素的结构
河豚毒素的分子结构。资料来源:Benjah-bmm27
上图显示了球形和棒状模型河豚毒素的分子结构。红色球分别对应于氧原子,蓝色球对应于氮原子,白色球和黑色球分别对应于氢和碳。
如果您在O原子处停留片刻,您会发现其中六个被发现为羟基OH。因此,在分子的外围有六个OH基团。同时,剩下的两个原子就像是在稠环单元中的氧化桥。
另一方面,几乎没有三个氮原子,但是它们属于一个独特的基团:胍基。如果C = NH获得氢离子,该基团可以带有正电荷,转化为C = NH 2 +; 因此它将位于分子的下部。而在顶部,顶部-OH可被去质子化,如-O - 。
因此,河豚毒素在其结构的不同区域中可以同时具有两个离子电荷。尽管看起来很复杂,但通过将其视为笼子可以简化它。
笼式桥和氢桥
河豚毒素可以被看作一个笼子,因为它的融合周期代表了一个紧凑的结构。上面说过,除了属于胍基的三个NH基团(如果不带正电荷)外,它的外围还有六个OH基团(如果不带负电荷)。
因此,该分子总共可以提供多达9个氢键。同样,它可以接受相同数量的桥,并且由于其循环中的内部氧原子,可以接受更多的桥。因此,所述笼子在分子间相互作用方面非常活跃。他无法在不被察觉的情况下“四处走动”。
这意味着由于强烈的相互作用,存在足以使河豚毒素锚定的氮或氧化表面。实际上,这就是它阻止钠通道的原因,就像软木塞一样,阻止了Na +离子进入细胞。
特点
河豚毒素的一些特征或特性如下:
-其分子式为C 11 H 17 N 3 O 8,分子量为319.27 g / mol。
-TTX可以从河豚的卵巢中制备。匀浆后,蛋白质沉淀,并将上清液进行活性炭色谱分析。每1000克鱼籽获得8-9克纯TTX。
-脱水的TTX为白色粉末,溶于水和稀乙酸中;但实际上不溶于有机溶剂。
-除了在碱性环境中外,它是热稳定的。在酸性环境中加热到100ºC时,它也是不稳定的。
-加热到220ºC时,它变暗而不分解。
-TTX被强酸和强碱破坏。
-它具有解离常数,在水中pKa = 8.76,在50%酒精中pKa = 9.4。
-它是一种单酸碱,在pH 3-8.5之间稳定。
-TTX毒性通过2%氢氧化钠作用90分钟消除。
-估计的TTX密度为1.3768g / cm 3。同样,估计沸点为458.31ºC。
作用机理
钠通道阻滞
TTX阻断Na +通道,阻止动作电位或神经冲动在可兴奋细胞中传播。
通过阻止动作电位的传播,TTX导致肌肉细胞麻痹,导致动物在短时间内死亡。
Na +通道与其他离子通道一样,是跨质膜的蛋白质。这些是电压相关的。也就是说,它们能够通过打开来响应膜电位的适当变化。
TTX是直径约为8Å的分子,位于Na +通道的外部;恰好在进入通道的口中,防止Na +通过通道进入。TTX的单分子被认为足以阻断Na +通道。
麻痹
通过阻断Na +的进入,TTX阻止了神经元细胞中动作电位的形成以及其沿轴突的传播。以同样的方式,防止了肌肉细胞中动作电位的形成,这是它们收缩的必要条件。
因此,由于肌肉细胞不收缩,因此发生麻痹。对于the肌和肋间肌,它们的麻痹会阻碍呼吸,并在数小时内导致死亡。
应用领域
低剂量的TTX对严重疼痛的患者具有镇痛作用,而传统治疗无法缓解这种疼痛。对24名患有晚期癌症的患者进行了治疗,使他们接受31个治疗周期的TTX剂量介于15至90 µg /天之间。
结果,在31个周期中的17个周期中观察到疼痛强度的临床显着降低。止痛持续了两个或更多个星期。TTX可有效缓解大多数癌症患者的严重和难治性疼痛。
此外,Wex Pharmaceuticals公司研究了河豚毒素在晚期癌症患者中治疗疼痛的用途。而且在鸦片使用者中,为了减少药物的消耗剂量。
对身体的影响
感觉异常
低剂量的TTX会导致感觉异常,即嘴,手指和脚趾周围有刺痛和麻木感。这些症状也是TTX中毒的一般症状的一部分。
病征
骨骼肌整体收缩,表现为难以发音和吞咽困难。中毒者的瞳孔被固定并散大。最引人注目的是人们完全瘫痪,但是有意识。
心血管症状和体征的特征是胸痛,低血压和心律不齐。呼吸障碍表现为呼吸急促和紫。也就是说,皮肤和口腔呈蓝色。
恶心,呕吐和腹泻在胃肠道系统中很常见。
死亡
摄入TTX且未接受治疗的人的死亡率大于50%。中毒后4至6个小时内死亡。
在某些情况下,死亡可能会在短短20分钟内发生。TTX可以低至1-4 mg的剂量杀死人。
fugus:致命的菜
过去,大多数TTX中毒是由于摄入真菌引起的。Fugus是一道被视为日本料理的美味佳肴,以河豚鱼制成。它在肝脏和性腺中的TTX浓度最高。
当前,已经建立控制以减少由该原因引起的中毒的风险。处理河豚和准备河豚的人需要接受几年的培训,以获取使他们能够准备菜肴的技能。
参考文献
- Lago,J.,Rodríguez,LP,Blanco,L.,Vieites,JM,&Cabado,AG(2015)。河豚毒素,一种极强力的海洋神经毒素:分布,毒性,来源和治疗用途。海洋药物,13(10),6384-6406。doi:10.3390 / md13106384
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