Tetradotoxine (TTX) eigenschappen, pathofysiologie en toxiciteit

de tetrodotoxin (TTX) is een gif van aminoperhidroquinazolina dat voornamelijk wordt aangetroffen in de lever en de eierstokken van vissen in de volgorde van Tetraodontiformes. 

Het is een krachtig marine neurotoxine, genoemd naar de volgorde van de vis waaraan het meestal wordt geassocieerd, de Tetraodontiformes (tetras-vier en odontos-tand) of kogelvis.

De tetraodon is uitgerust met vier grote tanden nagenoeg gecondenseerd onder vorming van een snavelachtige gebruikt voor weekdieren en andere ongewervelde structuur barst en koralen en algemene grazing rif schrapen.

De leden van deze orde omvatten de kogelvis fahaka (Tetraodon fahaka), kogelvis Congo (Congo Kogelvissen), en reuze MBU puffer (Tetraodon mbu).

Pufferfish geslacht Fugu (F. flavidus, F. en F. poecilonotus niphobles), arothron (A. nigropunctatus), chelonodon (chelonodon spp.) En Takifugu (Takifugu rubripes) op te slaan TTX en verwante analogen in hun weefsels (Johnson , SF).

Tetrodotoxine (TTX) is een natuurlijk toxine dat verantwoordelijk is geweest voor menselijke vergiftiging en overlijden. De meest voorkomende manier van vergiftiging is door de inname van dit soort vervuilde vis, beschouwd als een delicatessenwinkel in bepaalde culinaire culturen.

Er wordt aangenomen dat TTX beperkt is tot de regio's in Zuidoost-Azië, maar recente studies hebben aangetoond dat het toxine zich heeft verspreid naar regio's in de Stille Oceaan en de Middellandse Zee. Er is geen antidotum bekend voor TTX dat een krachtige natriumkanaalremmer is (Vaishali Bane, 2014).

index

• 1 Eigenschappen
• 2 Fysiopathologie
• 3 Stadia van intoxicatie en toxiciteit
• 4 Het "zombiestof"
• 5 Referenties

eigenschappen

De empirische formule van het tetradotoxine is C11H17N3O8 en het molecuulgewicht ervan is 319,268 g / mol. Het is een kleurloze kristallijne vaste stof die donker wordt bij verhitting boven 220 ° C (Het National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), 2014).

Het molecuul is zeer oplosbaar in water en kan 1 x 106 gram per liter oplossen. Het heeft een pKa van 8,76 en is thermisch stabiel, behalve in een alkalisch milieu, waar het giftige dampen van stikstofoxide afgeeft (Nationaal centrum voor biotechnologische informatie, 2017).

De veiligheidsfiche voor tetrodotoxine specificeert dat de orale mediane letale dosis (LD50) voor muizen 334 μg per kg is. Ervan uitgaande dat de letale dosis voor mensen vergelijkbaar is, wordt verwacht dat 25 milligram tetrodotoxine een persoon van 75 kg doodt.

De hoeveelheid die nodig is om een ​​dodelijke dosis per injectie te bereiken, is veel lager, 8 μg per kg, of iets meer dan een halve milligram om een ​​persoon van 75 kg (170 lb) te doden (Gilbert, 2012).

Een recent onderzoek met tetrodotoxine toont therapeutisch aan dat tetrodotoxine dat samen met bupivacaine wordt gebruikt het lokale anesthetische effect verlengt.

Tetrodotoxine wordt onderzocht door Wex Pharmaceuticals voor de behandeling van chronische pijn en in onderzoeken bij patiënten met gevorderde kanker, evenals voor de behandeling van opioïdafhankelijkheid (Benzer, 2015).

pathofysiologie

De stroom natriumionen in zenuwcellen is een noodzakelijke stap in de geleiding van zenuwimpulsen in prikkelbare zenuwvezels en langs axonen. Normale axonale cellen hebben hoge concentraties K + -ionen en lage concentraties Na + -ionen en hebben een negatieve potentiaal.

De stimulatie van het axon resulteert in een actiepotentiaal dat ontstaat door een stroom van Na + -ionen in de cel en het genereren van een positieve membraanpotentiaal. De verspreiding van deze depolarisatie langs de zenuwuiteinden voorspelt alle andere gebeurtenissen.

Na + -ionen stromen door het celmembraan met behulp van het natriumionkanaal, een kanaal dat selectief is voor natriumionen op kaliumionen in een orde van grootte.

Het kanaal bestaat uit een enkele peptideketen met vier herhaalde eenheden, waarbij elke eenheid uit zes transmembraanhelices bestaat. De trans-membraanporie wordt gevormd wanneer de vier eenheden worden gevouwen tot een cluster met de porie in het midden (figuur 3).

Tetrodotoxine werkt door de geleiding van zenuwimpulsen langs zenuwvezels en axonen te blokkeren. Het slachtoffer sterft uiteindelijk aan ademhalingsverlamming.

Het molecuul is vrij specifiek om het Na + ionkanaal en daarmee de stroom Na + -ionen te blokkeren zonder enig effect op K + -ionen. De overgang naar het kanaal is relatief smal (Kd = 10-10 nM). Terwijl het gehydrateerde natriumion reversibel bindt op een nanoseconde tijdschaal, is tetrodotoxine tientallen seconden gebonden.

Tetrodotoxine, veel groter dan het natriumion, werkt als een kurk in een fles, waardoor de stroming van natrium wordt voorkomen totdat het langzaam diffundeert. Een dodelijke dosis tetrodotoxine is slechts één milligram.

Tetrodotoxine concurreert met het gehydrateerde natriumkation en komt het Na + -kanaal binnen waaraan het bindt. Er wordt voorgesteld dat deze unie resulteert uit de interactie van de guanidinogroep die positief is geladen in tetrodotoxine en negatief geladen carboxylaatgroepen in zijketens aan de monding van het kanaal..

Saxitoxine, een natuurlijk product van dinoflagellaten, werkt op een vergelijkbare manier en is ook een krachtig neurotoxine.

Het natriumionkanaal in de gastheer moet anders zijn dan dat van het slachtoffer, omdat het niet vatbaar is voor het toxine. Er is aangetoond dat voor ballonvissen het natriumionkanaal-eiwit een mutatie heeft ondergaan die de aminozuursequentie verandert, waardoor het kanaal ongevoelig wordt voor tetrodotoxine.

De spontane mutatie die deze structurele verandering veroorzaakte, is gunstig voor de kogelvis, omdat het hem toestond de symbiotische bacteriën te incorporeren en het toxine dat tot zijn beste voordeel produceert te gebruiken.

Stadia van intoxicatie en toxiciteit

Het eerste symptoom van intoxicatie is een lichte gevoelloosheid van de lippen en tong, die verschijnt tussen 20 minuten en drie uur na het eten van de kogelvis.

Het volgende symptoom is de toenemende paresthesie in het gezicht en ledematen, die kan worden gevolgd door gevoelens van lichtheid of zweven. U kunt ook last krijgen van hoofdpijn, epigastrische pijn, misselijkheid, diarree en / of braken.

Af en toe kan wat drummen of moeilijk lopen voorkomen. De tweede fase van intoxicatie is de groeiende verlamming. Veel slachtoffers kunnen niet bewegen en zelfs zitten kan moeilijk zijn.

Er is een toenemende ademnood bij de spraak, en het slachtoffer presenteert zich meestal met kortademigheid, cyanose en hypotensie. Verlamming neemt toe en epileptische aanvallen, mentale achteruitgang en hartritmestoornissen kunnen optreden.

Het slachtoffer, hoewel volledig verlamd, kan bewust zijn en in sommige gevallen volledig helder tot kort voor de dood. De dood treedt meestal op binnen 4 tot 6 uur, met een bekend bereik van ongeveer 20 minuten tot 8 uur.

Van 1974 tot 1983 waren er 646 gevallen van fugu-vergiftiging in Japan, met 179 doden. Ramingen van maximaal 200 gevallen per jaar met een mortaliteit van bijna 50% zijn gemeld.

Uitbraken buiten de Indo-Pacifische landen zijn zeldzaam, met slechts een paar gevallen gemeld in de Verenigde Staten. Sushichefs die de fugu willen bereiden, moeten door de Japanse overheid worden geautoriseerd.

Tetrodotoxin is tien keer dodelijker dan gif Krait Zuidoost-Azië, die op zijn beurt is 10 tot 100 keer dodelijker dan het gif van de zwarte weduwe spin wanneer toegediend aan muizen en meer dan 10.000 maal dodelijker dan cyanide.

Het heeft dezelfde toxiciteit als saxitoxine dat paralytische schelpdierenvergiftiging veroorzaakt (zowel TTX als saxitoxine blokkeren het Na + -kanaal en beide zijn te vinden in de weefsels van de kogelvis).

Het "zombie dust"

Een bijzonder nieuwsgierig detail met betrekking tot de TTX is het gebruik ervan in het zogenaamde zombie-stof. Volgens talloze berichten creëren voodoo-priesters die bokor worden genoemd, een witte en stoffige samenstelling genaamd coupé poudre.

De ingrediënten in dit poeder kunnen een persoon in een zombie veranderen. In de jaren 80 reisde de Harvard-etnobotanist, Wade Davis, naar Haïti om zombies en het "stof der zombies" te onderzoeken.

Hoewel verschillende Bokor gebruikt verschillende ingrediënten in hun poeders, Davis vond dat "er vijf ingrediënten constant dieren verbrande menselijke resten en begraven (meestal bot), een kleine boomkikker, een polychaet worm, een grote pad Nieuwe Wereld en één of meer soorten van ballonvissen.

De meest krachtige ingrediënten zijn de globefish, die dodelijke neurotoxinen bevatten die bekend staan ​​als tetrodotoxine, "schreef Davis in Harper's Magazine.

Hoewel de wetenschappelijke gemeenschap het onderzoek van Davis heeft bekritiseerd, valt niet te ontkennen dat zijn identificatie van tetrodotoxine als een actief ingrediënt in zombiestof aanzienlijke wetenschappelijke verdiensten heeft (Lallanilla, 2013).

referenties

1. Benzer, T. (2015, 28 december). Tetoxotoxine Toxiciteit. Hersteld van emedicine.medscape.com.
2. Gilbert, S. (2012, 13 mei). Tetrodotoxin. Opgehaald van toxipedia.org.
3. Johnson, J. (S.F.). Tetrodotoxine ... een oude alkaloïde uit de zee ... Teruggevonden van chm.bris.ac.uk.
4. Lallanilla, M. (2013, 24 oktober). Hoe maak je een zombie (serieus). Opgehaald van livescience.com.
5. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2017, 4 maart). PubChem Compound-database; CID = 11174599. Opgehaald van PubChem.
6. Tetrodotoxine: modus van actie. (2001). Opgehaald uit life.umd.edu.
7. Het nationale instituut voor veiligheid en gezondheid op het werk (NIOSH). (2014, 20 november). TETRODOTOXIN: Biotoxine. Hersteld van cdc.gov.
8. Vaishali Bane, M.L. (2014). Tetrodotoxine: chemie, toxiciteit, bron, distributie en detectie. Toxinen 6 (2), 693-755.