- Cấu trúc của tetrodotoxin
- Cầu lồng và cầu hydro
- nét đặc trưng
- Cơ chế hoạt động
- Khối kênh natri
- Tê liệt
- Các ứng dụng
- Ảnh hưởng đến cơ thể
- Gây mê
- Các triệu chứng
- Tử vong
- Fugus: một món ăn chết người
- Người giới thiệu
Độc tố tetrodotoxin (TTX) là một aminoperhidroquinazolina độc, được tìm thấy trong gan và buồng trứng của cá thuộc bộ Tetraodontiformes; kể cả cá nóc. Nó cũng được tìm thấy trong sa giông, giun dẹp (giun dẹp), cua, bạch tuộc vòng xanh và trong một số lượng lớn vi khuẩn.
Trong số các loài vi khuẩn mà tetrodotoxin (viết tắt là TTX) được tìm thấy, là: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, cũng như các vi khuẩn khác thuộc giống Vibrio và Pseudomonas. Từ đây có thể trực giác rằng nguồn gốc của nó là vi khuẩn.
Phân tử tetrodotoxin và một trong những nguồn tự nhiên của nó: cá nóc. Nguồn: Ảnh gốc (GFDL / cc-by-sa): Liné1 Đạo diễn: Capaccio
Tuy nhiên, sự hiện diện của các tuyến ngoại tiết để bài tiết TTX ở cá nóc, cũng như sự lưu trữ của nó trong tuyến nước bọt của bạch tuộc vòng xanh, cho thấy một số loài động vật cũng có thể có khả năng tổng hợp chất này.
TTX tác động lên cơ thể bằng cách ngăn chặn các kênh natri của sợi trục thần kinh, tế bào xương và cơ trơn; ngoại trừ các tế bào cơ tim có “cổng” kháng TTX.
Nguyên nhân chính của đột tử ở người do TTX trung gian là do tác động của nó lên cơ hoành và cơ liên sườn; cơ bắp cần thiết để thở. Do đó, tử vong xảy ra trong vòng vài giờ, sau khi ăn phải TTX.
Liều uống gây chết trung bình (LD50) của tetrodotoxin đối với chuột là 334 µg / kg thể trọng. Trong khi đó, LD50 đối với kali xyanua là 8,5 mg / kg. Điều này có nghĩa là TTX là chất độc mạnh hơn kali xyanua khoảng 25 lần.
Cấu trúc của tetrodotoxin
Cấu trúc phân tử của tetrodotoxin. Nguồn: Benjah-bmm27
Hình trên cho thấy cấu trúc phân tử của tetrodotoxin với mô hình hình cầu và hình que. Các quả cầu màu đỏ tương ứng với các nguyên tử oxy, các quả cầu màu xanh tương ứng với các nguyên tử nitơ, và các quả cầu màu trắng và đen tương ứng với các nguyên tử hydro và cacbon.
Nếu bạn dừng lại một chút ở các nguyên tử O, bạn sẽ thấy rằng sáu trong số chúng được tìm thấy dưới dạng nhóm hydroxyl, OH; do đó, có sáu nhóm OH ở ngoại vi của phân tử. Trong khi đó, hai nguyên tử còn lại giống như cầu nối oxy trong các đơn vị tuần hoàn cô đặc.
Mặt khác, hầu như không có ba nguyên tử nitơ, nhưng chúng thuộc về một nhóm duy nhất: guanidino. Nhóm này có thể mang điện tích dương nếu C = NH thu được ion hydro, biến đổi thành C = NH 2 + ; do đó nó sẽ nằm ở phần dưới của phân tử. Trong khi ở trên cùng, -OH trên cùng có thể được khử cacbon và là -O - .
Do đó, tetrodotoxin có thể có hai điện tích ion cùng một lúc ở các vùng khác nhau trong cấu trúc của nó; mà, mặc dù nó có vẻ phức tạp, được đơn giản hóa bằng cách coi nó là một cái lồng.
Cầu lồng và cầu hydro
Tetrodotoxin sau đó có thể được hình dung như một cái lồng, vì các chu kỳ hợp nhất của nó thể hiện một cấu trúc nhỏ gọn. Ở trên, người ta nói rằng nó có sáu nhóm OH ở ngoại vi của nó (nếu nó không mang điện tích âm), ngoài ra còn có ba nhóm NH thuộc nhóm guanidino (nếu nó không mang điện tích dương).
Khi đó, tổng cộng, phân tử có khả năng tạo ra tới 9 liên kết hydro; Và như nhau, nó có thể chấp nhận cùng một số lượng cầu, và hai cầu nữa do các nguyên tử oxy bên trong trong chu kỳ của nó. Vì vậy, lồng nói là khá tích cực về tương tác giữa các phân tử; Anh ta không thể "đi" xung quanh mà không bị chú ý.
Điều này có nghĩa là có đủ bề mặt nitơ hoặc oxy để tetrodotoxin neo đậu do các tương tác mạnh. Trên thực tế, đây là lý do tại sao nó chặn các kênh natri, hoạt động giống như một cái lồng cót ngăn cản sự di chuyển của các ion Na + vào tế bào.
nét đặc trưng
Một số đặc điểm hoặc tính chất của tetrodotoxin được đề cập dưới đây:
-Có công thức phân tử C 11 H 17 N 3 O 8 và khối lượng phân tử là 319,27 g / mol.
-TTX có thể được điều chế từ buồng trứng của cá nóc. Sau khi đồng nhất, các protein được kết tủa, và phần nổi trên được sắc ký than hoạt tính; thu được 8-9 g TTX tinh khiết trên 1.000 g trứng cá.
- TTX khử nước là chất bột màu trắng, tan trong nước và axit axetic loãng; nhưng thực tế không tan trong dung môi hữu cơ.
-Có khả năng biến nhiệt, trừ trong môi trường kiềm. Nó cũng không bền khi đun nóng đến 100ºC trong môi trường axit.
-Khi đun nóng đến 220 ºC, nó sẫm màu mà không bị phân hủy.
-TTX bị axit và kiềm mạnh phá hủy.
-Nó có hằng số phân ly, pKa = 8,76 trong nước và pKa = 9,4 trong 50% rượu.
- Là một bazơ đơn axit, ổn định trong khoảng pH 3 - 8,5.
Độc tính -TTX được loại bỏ nhờ tác dụng của natri hydroxyd 2% trong 90 phút.
- Mật độ TTX là 1,3768 g / cm 3 đã được ước tính . Tương tự như vậy, điểm sôi là 458,31 ºC đã được ước tính.
Cơ chế hoạt động
Khối kênh natri
TTX chặn kênh Na + , ngăn chặn sự lan truyền điện thế hoạt động hoặc xung thần kinh trong các tế bào bị kích thích.
Bằng cách ngăn chặn sự phát tán điện thế hoạt động, TTX dẫn đến tê liệt tế bào cơ dẫn đến cái chết của động vật trong thời gian ngắn.
Kênh Na + , giống như các kênh ion khác, là các protein vượt qua màng sinh chất. Chúng phụ thuộc vào điện áp; nghĩa là, chúng có khả năng đáp ứng với sự thay đổi phù hợp của điện thế màng với độ mở của chúng.
TTX là một phân tử có đường kính khoảng 8 Å, được đặt ở bên ngoài kênh Na + ; chính xác trong miệng để tiếp cận kênh, ngăn cản sự xâm nhập của Na + qua đó. Một phân tử đơn lẻ của TTX được coi là đủ để chặn kênh Na + .
Tê liệt
TTX bằng cách ngăn chặn sự xâm nhập của Na + ngăn cản sự hình thành điện thế hoạt động trong tế bào thần kinh, cũng như sự lan truyền của nó dọc theo sợi trục. Theo cách tương tự, sự hình thành các điện thế hoạt động trong tế bào cơ, một yêu cầu cho sự co lại của chúng, bị ngăn chặn.
Do đó, khi các tế bào cơ không co lại, chúng sẽ bị tê liệt. Trong trường hợp cơ hoành và cơ liên sườn, sự tê liệt của chúng làm tắc thở, gây tử vong trong vài giờ.
Các ứng dụng
TTX liều thấp có tác dụng giảm đau ở những bệnh nhân bị đau nặng không thuyên giảm bằng các phương pháp điều trị thông thường. 24 bệnh nhân bị ung thư giai đoạn cuối đã được điều trị, đưa họ vào 31 chu kỳ điều trị với liều TTX từ 15 đến 90 µg / ngày.
Kết quả là, sự giảm cường độ đau có ý nghĩa lâm sàng được quan sát thấy ở 17 trong số 31 chu kỳ. Giảm đau kéo dài trong hai tuần trở lên. TTX làm giảm nhẹ hiệu quả các cơn đau dữ dội và khó chữa ở hầu hết các bệnh nhân ung thư.
Ngoài ra, công ty Dược phẩm Wex nghiên cứu việc sử dụng tetrodotoxin để điều trị đau ở bệnh nhân ung thư giai đoạn cuối. Và cả ở những người sử dụng thuốc phiện, để giảm liều lượng thuốc tiêu thụ.
Ảnh hưởng đến cơ thể
Gây mê
Liều thấp TTX gây ra dị cảm, tức là ngứa ran và tê quanh miệng và các ngón tay, ngón chân. Các triệu chứng này cũng là một phần của các triệu chứng chung của ngộ độc TTX.
Các triệu chứng
Có những cơn co thắt toàn bộ cơ xương, biểu hiện bằng khó khăn khi nói và nuốt. Đồng tử của những người bị nhiễm độc bị cố định và giãn ra. Kịch tính nhất là người bị liệt hoàn toàn, nhưng có ý thức.
Các dấu hiệu và triệu chứng tim mạch được đặc trưng bởi đau ngực, hạ huyết áp và rối loạn nhịp tim. Rối loạn hô hấp biểu hiện bằng khó thở và tím tái; nghĩa là màu hơi xanh của da và khoang miệng.
Buồn nôn, nôn mửa và tiêu chảy thường gặp ở hệ tiêu hóa.
Tử vong
Tỷ lệ tử vong của những người ăn phải TTX, và không được điều trị, lớn hơn 50%. Tử vong xảy ra trong vòng 4 đến 6 giờ sau khi ngộ độc.
Trong một số trường hợp, tử vong có thể xảy ra chỉ sau 20 phút. TTX có thể giết một người với liều thấp từ 1 đến 4 mg.
Fugus: một món ăn chết người
Trước đây, hầu hết các vụ ngộ độc TTX đều do ăn phải fugus. Fugus là một món ăn được coi là món ăn ngon của Nhật Bản và được chế biến từ cá nóc; nơi thể hiện nồng độ TTX cao nhất trong gan và các tuyến sinh dục.
Hiện nay, các biện pháp kiểm soát đã được thiết lập để giảm nguy cơ ngộ độc do nguyên nhân này. Những người chế biến cá nóc và chế biến cá nóc đòi hỏi phải được đào tạo trong vài năm để có được những kỹ năng cho phép họ chế biến món ăn.
Người giới thiệu
- Lago, J., Rodríguez, LP, Blanco, L., Vieites, JM và Cabado, AG (2015). Tetrodotoxin, một chất độc thần kinh biển cực kỳ mạnh: Phân bố, Độc tính, Nguồn gốc và Công dụng Điều trị. Thuốc biển, 13 (10), 6384-6406. doi: 10.3390 / md13106384
- Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (2019). Độc tố tetrodotoxin. Cơ sở dữ liệu PubChem. CID = 11174599. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Độc tố tetrodotoxin. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- Sách Hóa chất. (2017). Độc tố tetrodotoxin. Phục hồi từ: Chemicalbook.com
- Ngân hàng Thuốc. (2019). Độc tố tetrodotoxin. Đã khôi phục từ: drugbank.ca