- Struktur tetrodotoxin
- Jambatan sangkar dan hidrogen
- ciri-ciri
- Mekanisme tindakan
- Blok saluran natrium
- Lumpuh
- Permohonan
- Kesan pada badan
- Paraesthesia
- Gejala
- Kematian
- Fugus: hidangan yang mematikan
- Rujukan
Yang tetrodotoxin (TTX) adalah aminoperhidroquinazolina beracun, yang terdapat dalam hati dan ovari ikan perintah itu Tetraodontiformes; termasuk ikan puffer. Begitu juga, ia terdapat pada kutu baru, cacing pipih (cacing pipih), ketam, gurita cincin biru, dan dalam sebilangan besar bakteria.
Antara spesies bakteria di mana tetrodotoxin (disingkat TTX) dijumpai, adalah: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, serta bakteria lain dari genus Vibrio dan Pseudomonas. Dari sini dapat disangka bahawa asalnya bakteria.
Molekul tetrodotoxin dan salah satu sumber semula jadi: ikan puffer. Sumber: Imej asal (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivatif: Capaccio
Namun, kehadiran kelenjar eksokrin untuk rembesan TTX pada ikan puffer, serta penyimpanannya di kelenjar air liur gurita cincin biru, menunjukkan bahawa haiwan tertentu mungkin juga memiliki kemampuan untuk mensintesisnya.
TTX melakukan tindakan pada badan dengan menyekat saluran natrium akson neuron dan sel otot rangka dan licin; kecuali sel otot jantung, yang mempunyai "gerbang" tahan TTX.
Penyebab utama kematian secara tiba-tiba pada manusia yang dimediasi oleh TTX adalah tindakannya yang melumpuhkan pada diafragma dan otot interkostal; otot diperlukan untuk bernafas. Oleh itu, kematian berlaku dalam beberapa jam, setelah memakan TTX.
Dosis oral mematikan median (LD50) tetrodotoxin untuk tikus ialah 334 µg / kg berat badan. Sementara itu, LD50 untuk kalium sianida adalah 8.5 mg / kg. Ini bermaksud bahawa TTX adalah racun sekitar 25 kali lebih kuat daripada kalium sianida.
Struktur tetrodotoxin
Struktur molekul tetrodotoxin. Sumber: Benjah-bmm27
Gambar atas menunjukkan struktur molekul tetrodotoxin dengan model sfera dan rod. Sfera merah sesuai dengan atom oksigen, sfera biru ke atom nitrogen, dan sfera putih dan hitam ke hidrogen dan karbon masing-masing.
Sekiranya anda berhenti seketika di atom O, anda akan melihat bahawa enam daripadanya dijumpai sebagai kumpulan hidroksil, OH; oleh itu, terdapat enam kumpulan OH di pinggiran molekul. Sementara itu, dua atom yang tersisa seperti jambatan beroksigen dalam unit siklik pekat.
Sebaliknya, hampir tidak ada tiga atom nitrogen, tetapi mereka tergolong dalam kumpulan unik: guanidino. Kumpulan ini boleh membawa muatan positif jika C = NH memperoleh ion hidrogen, berubah menjadi C = NH 2 + ; oleh itu ia akan terletak di bahagian bawah molekul. Semasa di bahagian atas, bahagian atas -OH boleh dilenyapkan dan sebagai -O - .
Oleh itu, tetrodotoxin boleh mempunyai dua muatan ion pada masa yang sama di kawasan strukturnya yang berlainan; yang, walaupun kelihatan rumit, dipermudahkan dengan menganggapnya sebagai kandang.
Jambatan sangkar dan hidrogen
Tetrodotoxin kemudian dapat dipvisualisasikan sebagai sangkar, kerana kitaran yang menyatu mewakili struktur padat. Di atas dikatakan bahawa ia mempunyai enam kumpulan OH di pinggirannya (jika tidak mempunyai cas negatif), di samping tiga kumpulan NH yang tergolong dalam kumpulan guanidino (jika tidak mempunyai muatan positif).
Oleh itu, secara keseluruhan, molekul itu mampu menyumbang sehingga sembilan ikatan hidrogen; Dan sama, ia dapat menerima jumlah jambatan yang sama, dan dua lagi kerana atom oksigen dalaman dalam kitarannya. Oleh itu, sangkar tersebut cukup aktif dari segi interaksi antara molekul; Dia tidak dapat "berjalan" tanpa diperhatikan.
Ini bermakna bahawa terdapat cukup permukaan nitrogen atau beroksigen untuk tetrodotoxin berlabuh kerana interaksi yang kuat. Sebenarnya, inilah sebab mengapa ia menyekat saluran natrium, berkelakuan seperti sangkar gabus yang menghalang masuknya ion Na + ke dalam sel.
ciri-ciri
Beberapa ciri atau sifat tetrodotoxin disebutkan di bawah:
-Rumus molekulnya C 11 H 17 N 3 O 8 dan berat molekul 319.27 g / mol.
-TTX boleh disediakan dari ovari ikan puffer. Setelah homogenisasi, protein diendapkan, dan supernatan dikenakan kromatografi karbon aktif; memperoleh 8-9 g TTX tulen setiap 1,000 g roe ikan.
-TTX dehidrasi adalah serbuk putih, larut dalam air dan mencairkan asid asetik; tetapi praktikal tidak larut dalam pelarut organik.
-Ia termostabil, kecuali di persekitaran alkali. Ia juga tidak stabil apabila dipanaskan hingga 100ºC di persekitaran yang berasid.
-Apabila dipanaskan hingga 220 ºC, ia menjadi gelap tanpa terurai.
-TTX dimusnahkan oleh asid kuat dan alkali.
-Mempunyai pemalar pemisahan, pKa = 8,76 dalam air, dan pKa = 9,4 dalam alkohol 50%.
-Ia adalah asas monoasid, stabil antara pH 3 - 8,5.
Ketoksikan -TTX dihilangkan dengan tindakan natrium hidroksida 2% selama 90 minit.
-Ketumpatan TTX 1.3768 g / cm 3 telah dianggarkan . Begitu juga, takat didih 458.31 ºC telah dianggarkan.
Mekanisme tindakan
Blok saluran natrium
TTX menyekat saluran Na + , mencegah penyebaran potensi tindakan atau impuls saraf dalam sel yang terangsang.
Dengan mencegah penyebaran potensi tindakan, TTX membawa kepada kelumpuhan sel otot yang menyebabkan kematian haiwan dalam waktu yang singkat.
Saluran Na + , seperti saluran ion lain, adalah protein yang melintasi membran plasma. Ini bergantung kepada voltan; iaitu, mereka mampu bertindak balas terhadap variasi potensi membran yang sesuai dengan bukaannya.
TTX adalah molekul berdiameter sekitar 8,, yang diletakkan di bahagian luar saluran Na + ; tepat di mulut yang memberi akses ke saluran, menghalang kemasukan Na + melaluinya. Satu molekul TTX dianggap mencukupi untuk menyekat saluran Na + .
Lumpuh
TTX dengan menyekat kemasukan Na + menghalang pembentukan potensi tindakan dalam sel neuron, serta penyebarannya di sepanjang akson. Dengan cara yang sama, pembentukan potensi tindakan dalam sel otot, syarat untuk pengecutannya, dicegah.
Oleh itu, kerana sel-sel otot tidak berkontraksi, kelumpuhan mereka berlaku. Sekiranya otot diafragma dan otot interkostal, kelumpuhannya menyekat pernafasan, menyebabkan kematian dalam beberapa jam.
Permohonan
TTX dosis rendah mempunyai tindakan analgesik pada pesakit dengan kesakitan teruk yang tidak dapat dilepaskan dengan rawatan konvensional. 24 pesakit yang menderita barah terminal dirawat, menjalani 31 kitaran rawatan dengan dos TTX antara 15 dan 90 µg / hari.
Akibatnya, pengurangan intensiti kesakitan yang ketara secara klinikal diperhatikan pada 17 daripada 31 kitaran. Penghilang rasa sakit berterusan selama dua minggu atau lebih. TTX berkesan mengurangkan kesakitan yang teruk dan tahan api pada kebanyakan pesakit barah.
Selain itu, syarikat Wex Pharmaceuticals mengkaji penggunaan tetrodotoxin untuk rawatan kesakitan pada pesakit dengan barah lanjut. Dan juga pada pengguna candu, untuk mengurangkan dos ubat yang dimakan.
Kesan pada badan
Paraesthesia
Dosis TTX yang rendah menyebabkan paresthesia, iaitu kesemutan dan kebas di sekitar mulut dan jari dan jari kaki. Gejala ini juga merupakan sebahagian daripada gejala umum keracunan TTX.
Gejala
Terdapat kontraksi otot rangka secara keseluruhan, yang ditunjukkan oleh kesukaran dalam mengartikulasikan kata-kata dan menelan. Murid-murid yang mengalami keracunan tetap dan dilatasi. Perkara yang paling dramatik ialah orang lumpuh sepenuhnya, tetapi sedar.
Tanda dan gejala kardiovaskular dicirikan oleh sakit dada, hipotensi, dan aritmia jantung. Gangguan pernafasan ditunjukkan oleh sesak nafas dan sianosis; iaitu warna kebiruan pada kulit dan rongga mulut.
Mual, muntah, dan cirit-birit adalah perkara biasa pada sistem gastrousus.
Kematian
Kadar kematian orang yang mengonsumsi TTX, dan belum dirawat, lebih tinggi daripada 50%. Kematian berlaku dalam 4 hingga 6 jam selepas keracunan.
Dalam beberapa kes, kematian boleh berlaku dalam masa 20 minit. TTX boleh membunuh seseorang dengan dos serendah 1 hingga 4 mg.
Fugus: hidangan yang mematikan
Pada masa lalu, kebanyakan keracunan TTX disebabkan oleh pengambilan fugus. Fugus adalah hidangan yang dianggap sebagai makanan istimewa Jepun dan disediakan dengan ikan puffer; yang menunjukkan kepekatan TTX tertinggi di hati dan gonad.
Pada masa ini, kawalan telah dibuat untuk mengurangkan risiko keracunan dari sebab ini. Orang yang memproses ikan puffer dan yang menyediakan fugus memerlukan latihan selama beberapa tahun untuk mendapatkan kemahiran yang akan membolehkan mereka menyiapkan hidangan.
Rujukan
- Lago, J., Rodríguez, LP, Blanco, L., Vieites, JM, & Cabado, AG (2015). Tetrodotoxin, Neurotoxin Laut yang Sangat Berkuasa: Penyebaran, Ketoksikan, Asal dan Penggunaan Terapiutik. Dadah laut, 13 (10), 6384-6406. doi: 10.3390 / md13106384
- Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2019). Tetrodotoxin. Pangkalan Data PubChem. CID = 11174599. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Tetrodotoxin. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Buku Kimia. (2017). Tetrodotoxin. Dipulihkan dari: chemicalbook.com
- Bank Dadah. (2019). Tetrodotoxin. Dipulihkan dari: drugbank.ca