Das Tetrodotoxin (TTX) ist ein giftiges Aminoperhydrochinazolin, das in der Leber und den Eierstöcken von Fischen der Ordnung vorkommt Tetraodontiformes;; einschließlich der Kugelfische. Ebenso ist es im Molch, Plattwürmer (Plattwürmer), Krabben, Tintenfische mit blauen Ringen und eine große Anzahl von Bakterien.
Unter den Bakterienarten, in denen Tetrodotoxin (abgekürzt als TTX) gefunden wird, sind: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, sowie in anderen Bakterien der Gattungen Vibrio und Pseudomonas. Von hier aus kann man sich vorstellen, dass sein Ursprung bakteriell ist..
Das Vorhandensein exokriner Drüsen für die Sekretion von TTX in Kugelfischen sowie die Speicherung des Oktopus mit blauen Ringen in Speicheldrüsen zeigten jedoch, dass bestimmte Tiere möglicherweise auch in der Lage sind, es zu synthetisieren.
TTX übt seine Wirkung auf den Körper aus, indem es die Natriumkanäle der neuronalen Axone sowie der Skelett- und glatten Muskelzellen blockiert. mit Ausnahme von Herzmuskelzellen, die TTX-resistente „Gates“ aufweisen.
Die Hauptursache für den durch TTX vermittelten plötzlichen Tod beim Menschen ist seine lähmende Wirkung auf das Zwerchfell und die Interkostalmuskulatur. Muskeln zum Atmen benötigt. Daher tritt der Tod innerhalb weniger Stunden nach Einnahme von TTX auf..
Die mittlere letale orale Dosis (LD50) von Tetrodotoxin für Mäuse beträgt 334 µg / kg Körpergewicht. Inzwischen beträgt die LD50 für Kaliumcyanid 8,5 mg / kg. Dies bedeutet, dass TTX ein Gift ist, das etwa 25-mal wirksamer ist als Kaliumcyanid..
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Das obere Bild zeigt die molekulare Struktur von Tetrodotoxin mit einem Kugel- und Stabmodell. Die roten Kugeln entsprechen Sauerstoffatomen, die blauen Kugeln Stickstoffatomen und die weißen und schwarzen Kugeln Wasserstoffatomen bzw. Kohlenstoffen..
Wenn Sie einen Moment an den O-Atomen anhalten, werden Sie sehen, dass sechs von ihnen als Hydroxylgruppen gefunden werden, OH; Daher gibt es sechs OH-Gruppen an der Peripherie des Moleküls. Inzwischen sind die beiden verbleibenden Atome als sauerstoffhaltige Brücken in kondensierten cyclischen Einheiten..
Andererseits gibt es kaum drei Stickstoffatome, aber sie gehören zu einer einzigartigen Gruppe: Guanidino. Diese Gruppe kann eine positive Ladung tragen, wenn C = NH ein Wasserstoffion gewinnt und sich in C = NH umwandeltzwei+;; es würde sich daher im unteren Teil des Moleküls befinden. Oben kann das -OH oben deprotoniert werden und wie -O sein-.
Somit kann Tetrodotoxin in verschiedenen Regionen seiner Struktur gleichzeitig zwei Ionenladungen aufweisen; was, obwohl es kompliziert erscheinen mag, vereinfacht wird, indem man es als Käfig betrachtet.
Tetrodotoxin kann dann als Käfig dargestellt werden, da seine fusionierten Zyklen eine kompakte Struktur darstellen. Oben wurde gesagt, dass es sechs OH-Gruppen in seiner Peripherie hat (wenn es keine negative Ladung hat), zusätzlich zu drei NH-Gruppen, die zur Guanidinogruppe gehören (wenn es keine positive Ladung hat)..
Insgesamt kann das Molekül also bis zu neun Wasserstoffbrückenbindungen abgeben; und ebenso kann es die gleiche Anzahl von Brücken aufnehmen, und zwei weitere wegen der inneren Sauerstoffatome in seinen Zyklen. Daher ist der Käfig in Bezug auf intermolekulare Wechselwirkungen ziemlich aktiv; er kann nicht unbemerkt "herumlaufen".
Dies bedeutet, dass es ausreicht, dass das Tetrodotoxin aufgrund der starken Wechselwirkungen eine stickstoff- oder sauerstoffhaltige Oberfläche zur Verankerung aufweist. Tatsächlich ist dies der Grund, warum es Natriumkanäle blockiert und sich wie ein Korken verhält, der den Durchgang von Na-Ionen verhindert.+ innerhalb von Zellen.
Einige Eigenschaften oder Eigenschaften von Tetrodotoxin sind nachstehend aufgeführt:
-Seine Summenformel C.elfH.17N.3ODER8 und ein Molekulargewicht von 319,27 g / mol.
-TTX kann aus den Eierstöcken von Kugelfischen hergestellt werden. Nach der Homogenisierung werden die Proteine ausgefällt und der Überstand einer Aktivkohlechromatographie unterzogen; Erhalten von 8-9 g reinem TTX pro 1.000 g Fischrogen.
-Dehydriertes TTX ist ein weißes Pulver, das in Wasser und verdünnter Essigsäure löslich ist. aber praktisch unlöslich in organischen Lösungsmitteln.
-Es ist hitzebeständig, außer in einem alkalischen Medium. Es ist auch instabil, wenn es in einem sauren Medium auf 100 ° C erhitzt wird.
-Beim Erhitzen auf 220 ° C wird es dunkler, ohne sich zu zersetzen.
-TTX wird durch starke Säuren und Laugen zerstört.
-Es hat eine Dissoziationskonstante, pKa = 8,76 in Wasser und pKa = 9,4 in 50% Alkohol.
-Es ist eine monosäurehaltige Base, die zwischen einem pH-Wert von 3 und 8,5 stabil ist.
-Die Toxizität von TTX wird durch die Einwirkung von 2% Natriumhydroxid für 90 Minuten beseitigt..
-Eine TTX-Dichte von 1,3768 g / cm wurde geschätzt3. Ebenso wurde ein Siedepunkt von 458,31 ºC geschätzt..
TTX blockiert Na-Kanäle+, Verhinderung der Ausbreitung von Aktionspotentialen oder Nervenimpulsen in erregbaren Zellen.
Durch die Verhinderung der Ausbreitung von Aktionspotentialen führt TTX zu einer Lähmung der Muskelzellen, die in kurzer Zeit zum Tod von Tieren führt.
Na-Kanäle+, Wie andere Ionenkanäle sind sie Proteine, die die Plasmamembran passieren. Diese sind spannungsabhängig; das heißt, sie sind in der Lage, mit ihrer Öffnung auf eine angemessene Variation des Membranpotentials zu reagieren.
TTX ist ein Molekül mit einem Durchmesser von ungefähr 8 Å, das sich außerhalb des Na-Kanals befindet+;; genau in der Mündung, die den Zugang zum Kanal ermöglicht und das Eindringen von Na verhindert+ durch. Es wird angenommen, dass ein einzelnes Molekül TTX ausreicht, um einen Na-Kanal zu blockieren+.
TTX durch Blockieren des Eintritts von Na+ es verhindert die Bildung des Aktionspotentials in der neuronalen Zelle sowie deren Ausbreitung entlang des Axons. Ebenso wird die Bildung von Aktionspotentialen in Muskelzellen, eine Voraussetzung für deren Kontraktion, verhindert..
Da sich die Muskelzellen nicht zusammenziehen, tritt daher ihre Lähmung auf. Im Fall des Zwerchfellmuskels und der Interkostalmuskulatur blockiert ihre Lähmung die Atmung und führt innerhalb weniger Stunden zum Tod.
Niedrig dosiertes TTX hat eine analgetische Wirkung bei Patienten mit starken Schmerzen, die durch herkömmliche Behandlungen nicht gelindert werden. 24 Patienten mit Krebs im Endstadium wurden behandelt und 31 Behandlungszyklen mit TTX-Dosen zwischen 15 und 90 µg / Tag unterzogen.
Infolgedessen wurde in 17 der 31 Zyklen eine klinisch signifikante Verringerung der Schmerzintensität beobachtet. Die Schmerzlinderung hielt zwei oder mehr Wochen an. TTX linderte bei den meisten Krebspatienten wirksam schwere und refraktäre Schmerzen.
Darüber hinaus untersucht das Unternehmen Wex Pharmaceuticals die Verwendung von Tetrodotoxin zur Behandlung von Schmerzen bei Patienten mit fortgeschrittenem Krebs. Und auch bei Opiumkonsumenten, um die konsumierte Dosis des Arzneimittels zu reduzieren.
Eine niedrige Dosis TTX führt zu Parästhesien, die ein Kribbeln und Taubheitsgefühl um Mund, Finger und Zehen verursachen. Diese Symptome sind auch Teil der allgemeinen Symptome einer TTX-Vergiftung..
Es gibt Kontraktionen des Skelettmuskels als Ganzes, die sich in einer Schwierigkeit äußern, Worte zu artikulieren und zu schlucken. Die Pupillen vergifteter Menschen sind fixiert und erweitert. Das Dramatischste ist, dass die Menschen völlig gelähmt sind, sich aber bewusst sind.
Herz-Kreislauf-Anzeichen und -Symptome sind durch Brustschmerzen, Hypotonie und Herzrhythmusstörungen gekennzeichnet. Die Atemstörung äußert sich in Atemnot und Zyanose; das heißt, bläuliche Farbe der Haut und der Mundhöhle.
Übelkeit, Erbrechen und Durchfall sind im Magen-Darm-System häufig..
Die Sterblichkeitsrate von Menschen, die TTX aufgenommen haben und nicht behandelt wurden, liegt über 50%. Der Tod tritt innerhalb von 4 bis 6 Stunden nach der Vergiftung ein.
In einigen Fällen kann der Tod in nur 20 Minuten eintreten. TTX kann eine Person in einer Dosis von nur 1 bis 4 mg töten..
In der Vergangenheit wurden die meisten TTX-Vergiftungen durch die Aufnahme von Fugus verursacht. Fugus ist ein Gericht, das als Delikatesse des japanischen Essens gilt und mit Kugelfisch zubereitet wird. welches die höchste Konzentration von TTX in der Leber und in den Gonaden hat.
Derzeit wurden Kontrollen eingerichtet, um das Vergiftungsrisiko aufgrund dieser Ursache zu verringern. Die Menschen, die den Kugelfisch verarbeiten und den Fugus zubereiten, benötigen eine mehrjährige Ausbildung, um die Geschicklichkeit zu erlangen, die es ihnen ermöglicht, das Gericht zuzubereiten.
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