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Tetradotoxin (TTX) Eigenschaften, Pathophysiologie und Toxizität
Die Tetradotoxin (TTX) ist ein aminoperhidroquinazolina Gift hauptsächlich in der Leber und Eierstöcken von Fischen in der Größenordnung von Tetraodontiformes gefunden.
Es ist ein potentes Neurotoxin, Schiffs-, für den Auftrag der Fische genannt, die am häufigsten assoziiert ist, die Tetraodontiformes (tetras-four odontos-Zahn) oder Kugelfisch.
Die tetraodon ist mit vier großen Zähnen fast geschmolzen sind, verwendet, um eine schnabelartige bilden Mollusken und andere Invertebraten zu knacken, sowie abzuschaben und Korallenriff grazing allgemeine Struktur.
Die Mitglieder dieser Reihenfolge sind die Blowfish fahaka (Tetraodon fahaka), Kugelfisch Kongo (Kongo-Kugelfisch) und der Ballon Riese mbu Fisch (Tetraodon MBU).
Kugelfisch Fugu Gattung (F. flavidus, F. und F. poecilonotus niphobles), arothron (A. nigropunctatus), Chelonodon (Chelonodon spp.) Und Takifugu (Takifugu rubripes) store TTX und verwandte Analoga in ihren Geweben (Johnson , SF).
Tetrodotoxin (TTX) ist ein natürliches Toxin, das für Vergiftung und Tod des Menschen verantwortlich ist. Die häufigste Form der Vergiftung besteht in der Aufnahme dieser Art von kontaminiertem Fisch, der a Delikatessen in bestimmten kulinarischen Kulturen.
Es wird angenommen, dass TTX auf die südostasiatischen Regionen beschränkt ist, aber neuere Studien haben gezeigt, dass sich das Toxin in Regionen im Pazifik und im Mittelmeer ausgebreitet hat. Es gibt kein bekanntes Gegenmittel für TTX, das ein potenter Natriumkanalinhibitor ist (Vaishali Bane, 2014).
Index
- 1 Eigenschaften
- 2 Pathophysiologie
- 3 Stadien der Intoxikation und Toxizität
- 4 Der "Zombie-Staub"
- 5 Referenzen
Eigenschaften
Die empirische Formel ist C11H17N3O8 Tetrodotoxin und sein Molekulargewicht beträgt 319,268 g / mol. Es ist eine farblose kristalline Feststoff, der bei über 220 ° C (das Nationale Institut für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (NIOSH), 2014) erhitzt dunkelt.
Das Molekül ist in Wasser sehr löslich und kann 1 x 106 Gramm pro Liter lösen. Es hat einen pKa-Wert von 8,76 und ist thermisch stabil, außer in alkalischem Milieu, wo sie giftige Dämpfe von Stickstoffoxid (National Center for Biotechnology Information, 2017) veröffentlicht.
Das MSDS für spezifische Tetrodotoxin, dass die oralen mittlere letale Dosis (LD50) bei Mäusen beträgt 334 mg pro kg. Unter der Annahme, dass die tödliche Dosis für Menschen ähnlich ist, wird erwartet, dass 25 Milligramm Tetrodotoxin eine 75 kg schwere Person tötet.
Die Menge, die notwendig eine tödliche Dosis Injektion zu erreichen, ist viel kleiner, 8 ug pro kg oder knapp über die Hälfte Milligramm eine 75 kg (170 lb) (Gilbert, 2012) zu töten.
Eine kürzlich veröffentlichte Studie mit Tetrodotoxin zeigt therapeutisch dass Tetrodotoxin verwendet zusammen mit Bupivacain Lokalanästhetikum Wirkung verlängert.
Tetrodotoxin wird von Wex Pharmaceuticals sucht chronische Schmerzen und Studien in Patienten mit fortgeschrittenem Krebs und für die Behandlung von Opioidabhängigkeit (Benzer, 2015) zu behandeln.
Pathophysiologie
Der Fluss von Natriumionen in Nervenzellen ist ein notwendiger Schritt in der Leitung von Nervenimpulsen in erregbaren Nervenfasern und entlang von Axonen. Normale axonale Zellen haben hohe Konzentrationen von K + -Ionen und niedrige Konzentrationen von Na + -Ionen und haben ein negatives Potential.
Die Stimulation des Axons führt zu einem Aktionspotential, das aus einem Fluss von Na + -Ionen in der Zelle und der Erzeugung eines positiven Membranpotentials resultiert. Die Ausbreitung dieser Depolarisation entlang des Nervenendpunktes weist auf alle anderen Ereignisse hin.
Na + -Ionen durchströmen die Zellmembran mit dem Natrium-Ionenkanal, einem Kanal, der für Natriumionen gegenüber Kaliumionen um eine Größenordnung selektiv ist.
Der Kanal besteht aus einer einzelnen Peptidkette mit vier Wiederholungseinheiten, wobei jede Einheit aus sechs Transmembranhelices besteht. Die Transmembranpore wird gebildet, wenn die vier Einheiten zu einem Cluster mit der Pore in der Mitte gefaltet sind (3).
Tetrodotoxin wirkt, indem es die Leitung von Nervenimpulsen entlang Nervenfasern und Axonen blockiert. Das Opfer stirbt schließlich an Atemlähmung.
Das Molekül ist ziemlich spezifisch für die Blockierung des Na + Ionenkanals und daher des Na + Ionenflusses, ohne irgendeine Wirkung auf die K + Ionen aufzuweisen. Die Verbindung zum Kanal ist relativ eng (Kd = 10-10 nM). Während das hydratisierte Natriumion reversibel im Nanosekundenbereich bindet, ist Tetrodotoxin für einige zehn Sekunden gebunden.
Tetrodotoxin, viel größer als das Natriumion, wirkt wie ein Korken in einer Flasche und verhindert den Fluss von Natrium, bis es langsam diffundiert. Eine tödliche Dosis von Tetrodotoxin beträgt nur ein Milligramm.
Tetrodotoxin konkurriert mit dem hydratisierten Natriumkation und tritt in den Na + -Kanal ein, an den es bindet.Es wird vorgeschlagen, dass diese Bindung aus der Wechselwirkung der Guanidinogruppe, die in Tetrodotoxin positiv geladen ist, und der negativ geladenen Carboxylatgruppen in Seitenketten an der Mündung des Kanals resultiert.
Saxitoxin, ein natürliches Produkt von Dinoflagellaten, wirkt in ähnlicher Weise und ist auch ein starkes Neurotoxin.
Der Natriumionenkanal im Wirt muss sich von dem des Opfers unterscheiden, da er für das Toxin nicht anfällig sein sollte. Es wurde gezeigt, dass das Natriumionenkanalprotein für Ballonfische eine Mutation durchgemacht hat, die die Aminosäuresequenz verändert, wodurch der Kanal gegenüber Tetrodotoxin unempfindlich wird.
Die spontane Mutation, die diese strukturelle Veränderung verursachte, ist für den Kugelfisch von Vorteil, da er die symbiotischen Bakterien integrieren und das von ihm produzierte Toxin zu seinem besten Vorteil nutzen konnte.
Stadien der Intoxikation und Toxizität
Das erste Symptom der Intoxikation ist eine leichte Taubheit der Lippen und der Zunge, die zwischen 20 Minuten und 3 Stunden nach dem Verzehr der Kugelfische auftritt.
Das nächste Symptom sind die zunehmenden Parästhesien im Gesicht und an den Extremitäten, denen leichte oder schwebende Empfindungen folgen können. Sie können auch Kopfschmerzen, Magenschmerzen, Übelkeit, Durchfall und / oder Erbrechen erfahren.
Gelegentlich kann Trommeln oder Laufen auftreten. Die zweite Stufe der Vergiftung ist die wachsende Lähmung. Viele Opfer sind unfähig sich zu bewegen und sogar das Sitzen kann schwierig sein.
Es gibt eine zunehmende Atemnot, bei der Sprache betroffen ist, und das Opfer zeigt normalerweise Dyspnoe, Zyanose und Hypotonie. Die Lähmung nimmt zu und Krampfanfälle, geistiger Verfall und Herzrhythmusstörungen können auftreten.
Das Opfer, obwohl vollständig gelähmt, kann bis kurz vor dem Tod bei Bewusstsein und in einigen Fällen vollständig klar sein. Der Tod tritt normalerweise innerhalb von 4 bis 6 Stunden auf, mit einer bekannten Reichweite von ungefähr 20 Minuten bis 8 Stunden.
Von 1974 bis 1983 gab es in Japan 646 Fälle von Fugu-Vergiftung mit 179 Todesfällen. Schätzungen von bis zu 200 Fällen pro Jahr mit einer Mortalität nahe 50% wurden berichtet.
Ausbrüche außerhalb der Indopazifik-Länder sind selten, und nur wenige Fälle in den Vereinigten Staaten gemeldet. Sushi-Köche, die den Fugu zubereiten wollen, müssen von der japanischen Regierung autorisiert sein.
Tetrodotoxin ist zehn Mal tödlicher als Südost-Krait-Gift, das seinerseits zehn- bis hundertmal tödlicher ist als das Spinnengift schwarzer Witwen, wenn es Mäusen verabreicht wird, und mehr als 10.000 Mal tödlicher als Cyanid
Es hat die gleiche Toxizität wie Saxitoxin, das eine Vergiftung durch paralytische Schalentiere verursacht (sowohl TTX als auch Saxitoxin blockieren den Na + -Kanal und beide sind in den Geweben des Kugelfisches zu finden).
Der "Zombie-Staub"
Ein besonders kurioses Detail beim TTX ist seine Verwendung im sogenannten Zombie-Staub. Laut zahlreichen Berichten, Voodoo-Priester als Bokor bekannt schaffen eine weiße und staubige Verbindung namens coupé poudre.
Die Inhaltsstoffe in diesem Puder können angeblich eine Person in einen Zombie verwandeln. In den 1980er Jahren reiste der Ethnobotaniker aus Harvard, Wade Davis, nach Haiti, um Zombies und "Zombie-Staub" zu untersuchen.
Obwohl verschiedene bokor verschiedene Zutaten in ihren Pulvern verwendet, fand Davis: „Es gibt fünf Zutaten konstant Tiere menschliche Überreste und begraben (in der Regel Knochen), einen kleinen Laubfrosch, eine polychaete Wurm, eine große Kröte Neue Welt und eine oder mehr Arten verbrannt von Ballonfischen.
Die stärksten Inhaltsstoffe sind Ballonfische, die tödliche Neurotoxine enthalten, die als Tetrodotoxin bekannt sind ", schrieb Davis im Harper's Magazine.
Obwohl die wissenschaftliche Gemeinschaft die Forschung von Davis kritisiert hat, ist es unbestreitbar, dass die Identifizierung von Tetrodotoxin als Wirkstoff im Zombie-Staub erhebliche wissenschaftliche Vorteile hat (Lallanilla, 2013).
Referenzen
- Benzer, T. (2015, 28. Dezember). Tetrodotoxin-Toxizität. Von emedicine.medscape.com abgerufen.
- Gilbert, S. (2012, 13. Mai). Tetrodotoxin Von toxipedia.org.
- Johnson, J. (S. F.). Tetrodotoxin ... ein altes Alkaloid aus dem Meer ... Von chm.bris.ac.uk.
- Lallanilla, M. (2013, 24. Oktober). Wie man einen Zombie macht (ernsthaft). Von livescience.com abgerufen.
- Nationales Zentrum für Biotechnologie Information. (2017, 4. März). PubChem Compound-Datenbank; CID = 11174599. Von PubChem abgerufen.
- Tetrodotoxin: Wirkungsweise. (2001). Von life.umd.edu abgerufen.
- Das Nationale Institut für Sicherheit und Gesundheit am Arbeitsplatz (NIOSH). (2014, 20. November). TETRODOTOXIN: Biotoxin. Von cdc.gov abgerufen.
- Vaishali Bane, M. L. (2014). Tetrodotoxin: Chemie, Toxikologie, Quelle, Verteilung und Nachweis. Toxinen 6 (2), 693-755.