คุณสมบัติของ Tetradotoxin (TTX) พยาธิสรีรวิทยาและความเป็นพิษ

tetrodotoxin (TTX) เป็นพิษของ aminoperhidroquinazolina ที่พบส่วนใหญ่ในตับและรังไข่ของปลาตามลำดับของ Tetraodontiformes. 

มันเป็น neurotoxin ในทะเลที่ทรงพลังตั้งชื่อตามคำสั่งของปลาที่เกี่ยวข้องกันมากที่สุดคือ Tetraodontiformes (tetras-four และ odontos-tooth) หรือปลาปักเป้า.

tetraodon นั้นมีฟันขนาดใหญ่สี่ซี่ซึ่งเกือบจะหลอมละลายกลายเป็นโครงสร้างคล้ายกับจะงอยปากที่ใช้ในการแตก mollusks และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ เช่นเดียวกับการขูดปะการังและการเลี้ยงสัตว์ทั่วไปของแนวปะการัง.

สมาชิกของคำสั่งนี้รวมถึงปลาปักเป้าของ fahaka (Tetraodon fahaka), ปลาปักเป้าแห่งคองโก (Tetraodon miurus) และปลาปักเป้า mbu ยักษ์ (Tetraodon mbu).

ปลาปักเป้าของพืชสกุล Fugu (F. flavidus, F. poecilonotus และ F. niphobles), Arothron (A. nigropunctatus), Chelonodon (Chelonodon spp.) และ Takifugu (Takifugu rubripes) เก็บ TFX และ analogues ที่เกี่ยวข้องในเนื้อเยื่อของพวกเขา (Johnson Johnson) , SF).

Tetrodotoxin (TTX) เป็นสารพิษตามธรรมชาติที่มีหน้าที่รับผิดชอบต่อพิษของมนุษย์และความตาย วิธีที่เป็นที่นิยมที่สุดของการเป็นพิษคือผ่านการบริโภคปลาที่ปนเปื้อนชนิดนี้ซึ่งถือว่าเป็น อาหารสำเร็จรูป ในวัฒนธรรมการทำอาหารบางอย่าง.

TTX เชื่อว่าถูก จำกัด ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ แต่จากการศึกษาเมื่อไม่นานมานี้แสดงให้เห็นว่าสารพิษแพร่กระจายไปยังภูมิภาคในมหาสมุทรแปซิฟิกและทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ไม่มียาแก้ที่รู้จักสำหรับ TTX ซึ่งเป็นตัวยับยั้งโซเดียมแชนแนลที่มีศักยภาพ (Vaishali Bane, 2014).

ดัชนี

• 1 คุณสมบัติ
• 2 สรีรวิทยา
• 3 ขั้นตอนของการมึนเมาและความเป็นพิษ
• 4 The "zombie dust"
• 5 อ้างอิง

สรรพคุณ

สูตรเชิงประจักษ์ของ tetradotoxin คือ C11H17N3O8 และน้ำหนักโมเลกุลของมันคือ 319.268 g / mol มันเป็นผลึกของแข็งไม่มีสีที่มืดเมื่อความร้อนสูงกว่า 220 ° C (สถาบันความปลอดภัยและสุขภาพแห่งชาติ (NIOSH), 2014).

โมเลกุลนี้ละลายได้ในน้ำสามารถละลายได้ 1 x 106 กรัมต่อลิตร มีค่า pKa เท่ากับ 8.76 และมีความเสถียรทางความร้อนยกเว้นในสื่อที่เป็นด่างซึ่งปล่อยควันพิษของไนโตรเจนออกไซด์ (ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, 2017).

แผ่นความปลอดภัยสำหรับ tetrodotoxin ระบุว่าปริมาณการเสียชีวิตในช่องปากเฉลี่ย (LD50) สำหรับหนูคือ 334 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัม สมมติว่ายาที่มีอันตรายถึงชีวิตมนุษย์มีลักษณะคล้ายคลึงกันคาดว่า 25% ของ tetrodotoxin จะฆ่าคน 75 กิโลกรัม.

จำนวนที่ต้องการเพื่อให้ได้ปริมาณที่ร้ายแรงต่อการฉีดนั้นต่ำกว่ามาก 8 μgต่อกิโลกรัมหรือน้อยกว่าครึ่งมิลลิกรัมเล็กน้อยเพื่อฆ่าคน 75 กิโลกรัม (170 ปอนด์) (Gilbert, 2012).

การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยใช้ยา tetrodotoxin แสดงให้เห็นว่ายา tetrodotoxin ใช้ร่วมกับ bupivacaine ช่วยยืดอายุยาชาเฉพาะที่.

Tetrodotoxin กำลังถูกตรวจสอบโดย Wex Pharmaceuticals สำหรับการรักษาอาการปวดเรื้อรังและในการศึกษาในผู้ป่วยโรคมะเร็งขั้นสูงรวมถึงการรักษา opioid พึ่งพา (Benzer, 2015).

พยาธิสรีรวิทยา

การไหลของโซเดียมไอออนในเซลล์ประสาทเป็นขั้นตอนที่จำเป็นในการนำกระแสประสาทในเส้นใยเส้นประสาทที่เคลื่อนไหวได้และตามแนวซอน เซลล์แอกซอนปกติมีความเข้มข้นสูงของ K + ไอออนและความเข้มข้นต่ำของ Na + ไอออนและมีศักยภาพเชิงลบ.

การกระตุ้นของซอนจะส่งผลให้เกิดการกระทำที่อาจเกิดขึ้นจากการไหลของ Na + ไอออนภายในเซลล์และการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีศักยภาพเชิงบวก การแพร่กระจายของการสลับขั้วนี้ตามแนวเส้นประสาททำให้เกิดเหตุการณ์อื่นทั้งหมด.

Na + ไอออนไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยใช้ช่องโซเดียมไอออนช่องทางที่เลือกสำหรับโซเดียมไอออนบนโพแทสเซียมไอออนตามลำดับความสำคัญ.

ช่องทางนั้นประกอบด้วยเปปไทด์ลูกโซ่เดี่ยวที่มีสี่ยูนิตที่ซ้ำกันแต่ละยูนิตประกอบด้วยเอนโทรปีเมนท์หกอัน รูพรุนทรานส์เมมเบรนเกิดขึ้นเมื่อสี่หน่วยถูกพับเข้าในคลัสเตอร์ที่มีรูพรุนอยู่ตรงกลาง (รูปที่ 3).

Tetrodotoxin ทำงานโดยปิดกั้นการนำกระแสแรงกระตุ้นเส้นประสาทตามเส้นใยประสาทและซอน ในที่สุดเหยื่อเสียชีวิตจากการหายใจเป็นอัมพาต.

โมเลกุลนั้นค่อนข้างจำเพาะในการปิดกั้นช่องทาง Na + ไอออนดังนั้นการไหลของ Na + ไอออนโดยไม่มีผลกระทบใด ๆ กับ K + ไอออน จุดแยกไปยังช่องทางค่อนข้างแคบ (Kd = 10-10 nM) ในขณะที่โซเดียมไอออนที่ถูกไฮเดรตผูกกลับได้ในระดับนาโนวินาที แต่ tetrodotoxin ก็ถูกกักตัวไว้เป็นเวลาหลายสิบวินาที.

Tetrodotoxin ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าโซเดียมไอออนทำหน้าที่คล้ายกับจุกไม้ก๊อกในขวดป้องกันการไหลของโซเดียมจนกว่ามันจะกระจายอย่างช้าๆ ปริมาณของ tetrodotoxin ที่ร้ายแรงเพียงหนึ่งมิลลิกรัมเท่านั้น.

Tetrodotoxin แข่งขันกับโซเดียมไอออนบวกและเข้าสู่ช่อง Na + ที่มันจับ มันเสนอว่าสหภาพนี้เป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของกลุ่ม guanidino ประจุบวกใน tetrodotoxin และกลุ่ม carboxylate ที่มีประจุลบในโซ่ด้านข้างที่ปากของช่อง.

Saxitoxin ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติของ dinoflagellates ทำหน้าที่ในลักษณะที่คล้ายกันและยังเป็น neurotoxin ที่มีประสิทธิภาพ.

ช่องโซเดียมไอออนในโฮสต์จะต้องแตกต่างจากของเหยื่อเนื่องจากไม่ควรไวต่อสารพิษ มันแสดงให้เห็นว่าสำหรับปลาบอลลูนโซเดียมไอออนช่องทางโปรตีนได้รับการกลายพันธุ์ที่เปลี่ยนลำดับกรดอะมิโนทำให้ช่องไม่รู้สึกไวต่อ tetrodotoxin.

การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างนี้มีประโยชน์สำหรับปลาปักเป้าเพราะมันอนุญาตให้เขารวมแบคทีเรียทางชีวภาพและใช้สารพิษที่ก่อให้เกิดประโยชน์ที่ดีที่สุด.

ขั้นตอนของการมึนเมาและความเป็นพิษ

อาการแรกของอาการมึนเมาคืออาการชาและลิ้นเล็กน้อยซึ่งปรากฏระหว่าง 20 นาทีถึงสามชั่วโมงหลังจากกินปลาปักเป้า.

อาการต่อไปคือการเพิ่มขึ้นของอาชาในใบหน้าและแขนขาซึ่งสามารถตามมาด้วยความรู้สึกของความสว่างหรือลอย นอกจากนี้คุณยังอาจพบอาการปวดหัว, ปวดท้อง, คลื่นไส้, ท้องร่วงและ / หรืออาเจียน.

บางครั้งอาจมีการตีกลองหรือการเดินลำบาก ขั้นตอนที่สองของมึนเมาคืออัมพาตที่เพิ่มขึ้น ผู้ที่ตกเป็นเหยื่อหลายคนไม่สามารถเคลื่อนย้ายและแม้แต่การนั่งอาจเป็นเรื่องยาก.

มีความทุกข์หายใจเพิ่มขึ้นที่พูดได้รับผลกระทบและเหยื่อมักจะนำเสนอด้วยอาการหายใจลำบากเขียวและความดันเลือดต่ำ อัมพาตจะเพิ่มขึ้นและมีอาการชัก, ความเสื่อมทางจิตและหัวใจเต้นผิดปกติอาจเกิดขึ้น.

ผู้ที่ตกเป็นเหยื่อถึงแม้จะเป็นอัมพาตอย่างสมบูรณ์ แต่ก็สามารถมีสติและในบางกรณีชัดเจนอย่างสมบูรณ์จนกระทั่งไม่นานก่อนที่ความตาย โดยปกติแล้วความตายจะเกิดขึ้นภายใน 4 ถึง 6 ชั่วโมงโดยมีช่วงที่รู้กันประมาณ 20 นาทีถึง 8 ชั่วโมง.

ในปี พ.ศ. 2517-2526 มีผู้ป่วยพิษฟูกู 646 รายในญี่ปุ่นมีผู้เสียชีวิต 179 ราย มีการรายงานการประมาณการถึง 200 รายต่อปีที่มีผู้เสียชีวิตเกือบ 50%.

การระบาดนอกประเทศอินโดแปซิฟิกนั้นหายากโดยมีเพียงไม่กี่กรณีที่รายงานในสหรัฐอเมริกา พ่อครัวซูชิที่ต้องการเตรียมการ fugu จะต้องได้รับอนุญาตจากรัฐบาลญี่ปุ่น.

Tetrodotoxin เป็นพิษร้ายแรงกว่างูสามเหลี่ยมงูในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ถึงสิบเท่าซึ่งในทางกลับกันจะเพิ่มขึ้น 10 ถึง 100 เท่าจากพิษแมงมุมแมงมุมแม่ม่ายดำเมื่อได้รับพิษจากหนูและมากกว่า 10,000 เท่า ไซยาไนด์.

มันมีความเป็นพิษเช่นเดียวกับ saxitoxin ที่ทำให้เกิดโรคอัมพาตของหอย (ทั้ง TTX และ saxitoxin ปิดกั้นช่อง Na + และทั้งคู่ถูกพบในเนื้อเยื่อของปลาปักเป้า).

"ฝุ่นซอมบี้"

รายละเอียดที่น่าสงสัยเกี่ยวกับ TTX คือการใช้งานในฝุ่นซอมบี้ที่เรียกว่า จากรายงานจำนวนมากนักบวชวูดูที่รู้จักกันในชื่อโบเกอร์สร้างสารประกอบสีขาวและมีฝุ่นที่เรียกว่าคูเปอร์เปโดร.

ส่วนผสมในผงนี้สามารถเปลี่ยนคนให้กลายเป็นซอมบี้ได้ ในช่วงทศวรรษ 1980 นักชาติพันธุ์วิทยาฮาร์วาร์ดเวดเดวิสเดินทางไปเฮติเพื่อตรวจสอบซอมบี้และ "ฝุ่นของซอมบี้".

แม้ว่า bokors ที่แตกต่างกันใช้ส่วนผสมที่แตกต่างกันในผงเดวิสพบว่า "มีส่วนผสมของสัตว์อย่างต่อเนื่องห้า: ซากมนุษย์ถูกเผาและฝัง (ปกติกระดูก), กบต้นไม้ขนาดเล็ก, หนอน polychaete คางคกโลกใหม่และหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งสายพันธุ์ ของปลาบอลลูน.

ส่วนผสมที่มีศักยภาพมากที่สุดคือ globefish ซึ่งมีสารพิษต่อระบบประสาทที่เรียกว่า tetrodotoxin "เดวิสเขียนในนิตยสารฮาร์เปอร์.

แม้ว่าชุมชนวิทยาศาสตร์ได้ทำการวิพากษ์วิจารณ์งานวิจัยของเดวิส แต่ก็ไม่อาจปฏิเสธได้ว่าการระบุ tetrodotoxin ของเขาในฐานะที่เป็นสารออกฤทธิ์ในฝุ่นซอมบี้มีคุณสมบัติทางวิทยาศาสตร์มากมาย (Lallanilla, 2013).

การอ้างอิง

1. Benzer, T. (2015, 28 ธันวาคม) ความเป็นพิษของ Tetoxotoxin กู้คืนจาก emedicine.medscape.com.
2. Gilbert, S. (2012, 13 พฤษภาคม) tetrodotoxin ดึงมาจาก toxipedia.org.
3. Johnson, J. (S.F. ) Tetrodotoxin ... อัลคาลอยด์โบราณจากทะเล ... ดึงมาจาก chm.bris.ac.uk.
4. Lallanilla, M. (2013, 24 ตุลาคม) วิธีการสร้างซอมบี้ (อย่างจริงจัง) สืบค้นจาก livescience.com.
5. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. (2017, 4 มีนาคม) PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 11174599 ดึงมาจาก PubChem.
6. Tetrodotoxin: โหมดการทำงาน (2001) สืบค้นจาก life.umd.edu.
7. สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัย (NIOSH) (2014, 20 พฤศจิกายน) TETRODOTOXIN: Biotoxin กู้คืนจาก cdc.gov.
8. Vaishali Bane, M. L. (2014) Tetrodotoxin: เคมีความเป็นพิษแหล่งที่มาการกระจายและการตรวจสอบ สารพิษ 6 (2), 693-755.