โครงสร้าง TETRODOTOXIN ลักษณะการใช้ผลกระทบ - เคมี - 2026

tetrodotoxin (TTX) เป็น aminoperhidroquinazolina พิษที่พบในตับและรังไข่ปลาลำดับที่ Tetraodontiformes; รวมทั้งปลาปักเป้า ในทำนองเดียวกันพบในนิวต์หนอนตัวแบน (flatworms) ปูปลาหมึกวงแหวนสีน้ำเงินและในแบคทีเรียจำนวนมาก

ในบรรดาสายพันธุ์แบคทีเรียที่พบ tetrodotoxin (ย่อว่า TTX) ได้แก่ Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis รวมถึงแบคทีเรียอื่น ๆ ในสกุล Vibrio และ Pseudomonas จากที่นี่สามารถหยั่งรู้ได้ว่าต้นกำเนิดของมันมาจากแบคทีเรีย

โมเลกุลเตโตรโดทอกซินและหนึ่งในแหล่งธรรมชาติ: ปลาปักเป้า ที่มา: ภาพต้นฉบับ (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivative: Capaccio

อย่างไรก็ตามการมีต่อม exocrine สำหรับการหลั่ง TTX ในปลาปักเป้ารวมถึงการกักเก็บในต่อมน้ำลายของปลาหมึกยักษ์ที่มีวงแหวนสีน้ำเงินแสดงให้เห็นว่าสัตว์บางชนิดอาจมีความสามารถในการสังเคราะห์

TTX ออกแรงกระทำต่อร่างกายโดยการปิดกั้นช่องโซเดียมของแอกซอนเซลล์ประสาทและเซลล์โครงร่างและกล้ามเนื้อเรียบ ยกเว้นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจซึ่งมี "ประตู" ที่ทนต่อ TTX

สาเหตุหลักของการเสียชีวิตอย่างกะทันหันในคนที่เป็นสื่อกลางโดย TTX คือการกระทำที่ทำให้เป็นอัมพาตที่กะบังลมและกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครง กล้ามเนื้อที่จำเป็นสำหรับการหายใจ ดังนั้นการเสียชีวิตจะเกิดขึ้นภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากกิน TTX

ค่ามัธยฐานในช่องปาก (LD50) ของ tetrodotoxin สำหรับหนูคือ 334 µg / kg น้ำหนักตัว ในขณะเดียวกัน LD50 สำหรับโพแทสเซียมไซยาไนด์คือ 8.5 มก. / กก. ซึ่งหมายความว่า TTX เป็นพิษที่มีฤทธิ์รุนแรงกว่าโพแทสเซียมไซยาไนด์ประมาณ 25 เท่า

โครงสร้างของ tetrodotoxin

โครงสร้างโมเลกุลของเตโตรโดทอกซิน ที่มา: Benjah-bmm27

ภาพบนแสดงโครงสร้างโมเลกุลของเตโตรโดทอกซินด้วยแบบจำลองทรงกลมและแท่ง ทรงกลมสีแดงสอดคล้องกับอะตอมของออกซิเจนสีน้ำเงินกับอะตอมของไนโตรเจนและสีขาวและสีดำกับไฮโดรเจนและคาร์บอนตามลำดับ

ถ้าคุณหยุดสักครู่ที่อะตอม O คุณจะเห็นว่าหกในนั้นถูกพบว่าเป็นหมู่ไฮดรอกซิล OH; ดังนั้นจึงมีกลุ่ม OH หกกลุ่มที่อยู่รอบนอกของโมเลกุล ในขณะเดียวกันอะตอมที่เหลือทั้งสองก็เปรียบเสมือนสะพานที่ให้ออกซิเจนภายในหน่วยวัฏจักรควบแน่น

ในทางกลับกันแทบจะไม่มีไนโตรเจนสามอะตอม แต่อยู่ในกลุ่มที่ไม่ซ้ำกัน: guanidino กลุ่มนี้สามารถดำเนินการประจุบวกถ้า C = NH กำไรไฮโดรเจนไอออนเปลี่ยนเป็น C = NH ₂ ⁺ ; ดังนั้นมันจะอยู่ในส่วนล่างของโมเลกุล ในขณะที่ด้านบนที่ -OH ด้านบนสามารถ deprotonated และ -O -

ดังนั้น tetrodotoxin จึงสามารถมีประจุไอออนิกสองชนิดในเวลาเดียวกันในบริเวณต่างๆของโครงสร้าง ซึ่งแม้ว่ามันอาจจะดูซับซ้อน แต่ก็ทำให้ง่ายขึ้นโดยพิจารณาว่ามันเป็นกรง

กรงและสะพานไฮโดรเจน

จากนั้น Tetrodotoxin สามารถมองเห็นเป็นกรงได้เนื่องจากวัฏจักรที่หลอมรวมกันแสดงถึงโครงสร้างที่กะทัดรัด ข้างต้นมีการกล่าวว่ามีกลุ่ม OH หกกลุ่มในรอบนอก (ถ้าไม่มีประจุลบ) นอกเหนือจากกลุ่ม NH สามกลุ่มที่อยู่ในกลุ่ม guanidino (ถ้าไม่มีประจุบวก)

โดยรวมแล้วโมเลกุลสามารถบริจาคพันธะไฮโดรเจนได้มากถึงเก้าพันธะ และพอ ๆ กันมันสามารถรับจำนวนสะพานที่เท่ากันและอีกสองแห่งเนื่องจากอะตอมของออกซิเจนภายในในวัฏจักรของมัน ดังนั้นกรงดังกล่าวจึงค่อนข้างใช้งานได้ดีในแง่ของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล เขาไม่สามารถ "เดิน" ไปรอบ ๆ โดยไม่มีใครสังเกตเห็น

ซึ่งหมายความว่ามีพื้นผิวที่มีไนโตรเจนหรือออกซิเจนเพียงพอสำหรับเตโตรโดทอกซินเพื่อยึดเหนี่ยวเนื่องจากปฏิกิริยาที่รุนแรง ในความเป็นจริงนี่คือเหตุผลว่าทำไมมันจึงปิดกั้นช่องโซเดียมซึ่งมีพฤติกรรมเหมือนกรงไม้ก๊อกที่ป้องกันการผ่านของ Na ⁺ไอออนเข้าสู่เซลล์

ลักษณะเฉพาะ

ลักษณะหรือคุณสมบัติบางประการของ tetrodotoxin มีดังต่อไปนี้:

- มีสูตรโมเลกุล C ₁₁ H ₁₇ N ₃ O ₈และมีน้ำหนักโมเลกุล 319.27 g / mol

-TTX สามารถเตรียมได้จากรังไข่ของปลาปักเป้า หลังจากทำให้เป็นเนื้อเดียวกันโปรตีนจะตกตะกอนและส่วนเหนือตะกอนจะอยู่ภายใต้โครมาโทกราฟีคาร์บอน ได้รับ TTX บริสุทธิ์ 8-9 กรัมต่อไข่ปลา 1,000 กรัม

- TTX ที่ขาดน้ำเป็นผงสีขาวละลายในน้ำและเจือจางกรดอะซิติก แต่แทบไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์

- สามารถควบคุมอุณหภูมิได้ยกเว้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง นอกจากนี้ยังไม่เสถียรเมื่อได้รับความร้อนถึง100ºCในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

- เมื่อได้รับความร้อนถึง 220 ºCจะทำให้มืดลงโดยไม่สลายตัว

-TTX ถูกทำลายโดยกรดแก่และด่าง

- มีค่าคงที่การแยกตัว pKa = 8.76 ในน้ำและ pKa = 9.4 ในแอลกอฮอล์ 50%

- เป็นโมโนอะซิติกเบสที่มีความเสถียรระหว่าง pH 3 - 8.5

ความเป็นพิษ -TTX ถูกกำจัดโดยการกระทำของโซเดียมไฮดรอกไซด์ 2% เป็นเวลา 90 นาที

ความหนาแน่นของ -A TTX 1.3768 กรัม / ซม. ³ได้รับการประเมิน ในทำนองเดียวกันจุดเดือดที่ 458.31 ºCได้รับการประมาณ

กลไกการออกฤทธิ์

บล็อกช่องโซเดียม

TTX บล็อกช่อง Na ⁺ป้องกันการแพร่กระจายของศักยภาพในการกระทำหรือแรงกระตุ้นของเส้นประสาทในเซลล์ที่เคลื่อนไหวได้

ด้วยการป้องกันการแพร่กระจายของศักยภาพในการออกฤทธิ์ TTX นำไปสู่การเป็นอัมพาตของเซลล์กล้ามเนื้อซึ่งนำไปสู่การตายของสัตว์ในระยะเวลาอันสั้น

ช่อง Na ⁺เช่นเดียวกับช่องไอออนอื่น ๆ คือโปรตีนที่ข้ามเยื่อหุ้มพลาสมา สิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า นั่นคือพวกมันสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงที่เหมาะสมของศักยภาพของเมมเบรนเมื่อเปิดออก

TTX เป็นโมเลกุลประมาณ 8 ในเส้นผ่าศูนย์กลางซึ่งวางอยู่บนด้านนอกของนา⁺ช่อง; ตรงปากที่ให้การเข้าถึงช่องป้องกันการเข้ามาของ Na ⁺ผ่านมัน โมเลกุลเดียวของ TTX ถือว่าเพียงพอที่จะบล็อกนา⁺ช่อง

อัมพาต

TTX โดยการปิดกั้นการเข้าของ Na ⁺จะป้องกันการก่อตัวของศักยภาพในการออกฤทธิ์ในเซลล์ประสาทเช่นเดียวกับการแพร่กระจายไปตามแอกซอน ในทำนองเดียวกันการก่อตัวของศักยภาพในการดำเนินการในเซลล์กล้ามเนื้อซึ่งเป็นข้อกำหนดสำหรับการหดตัวจะถูกป้องกัน

ดังนั้นเมื่อเซลล์กล้ามเนื้อไม่หดตัวอัมพาตจึงเกิดขึ้น ในกรณีของกล้ามเนื้อกะบังลมและกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงอัมพาตจะขัดขวางการหายใจทำให้เสียชีวิตภายในไม่กี่ชั่วโมง

การประยุกต์ใช้งาน

TTX ในขนาดต่ำมีฤทธิ์ระงับปวดในผู้ป่วยที่มีอาการปวดอย่างรุนแรงซึ่งไม่ได้รับการบรรเทาจากการรักษาแบบเดิม ผู้ป่วย 24 รายที่เป็นมะเร็งระยะสุดท้ายได้รับการรักษาโดยต้องเข้ารับการรักษา 31 รอบโดยได้รับ TTX ระหว่าง 15 ถึง 90 µg / วัน

เป็นผลให้ความรุนแรงของอาการปวดลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางคลินิกใน 17 จาก 31 รอบ การบรรเทาอาการปวดยังคงมีอยู่เป็นเวลาสองสัปดาห์หรือมากกว่านั้น TTX ช่วยบรรเทาอาการปวดอย่างรุนแรงและทนไฟในผู้ป่วยมะเร็งส่วนใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ บริษัท Wex Pharmaceuticals ยังศึกษาการใช้ tetrodotoxin ในการรักษาอาการปวดในผู้ป่วยมะเร็งระยะลุกลาม และในผู้ใช้ฝิ่นเพื่อลดปริมาณยาที่บริโภคลง

ผลกระทบต่อร่างกาย

ยาระงับความรู้สึก

TTX ในปริมาณที่ต่ำทำให้เกิดอาการอาชาบำบัดนั่นคือรู้สึกเสียวซ่าและชาบริเวณปากและนิ้วมือและนิ้วเท้า อาการเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของอาการทั่วไปของพิษ TTX

อาการ

มีการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่างโดยรวมซึ่งแสดงออกมาจากความยากลำบากในการเปล่งคำและการกลืน รูม่านตาของผู้ถูกพิษได้รับการแก้ไขและขยายออก สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดคือคนเป็นอัมพาตอย่างสมบูรณ์ แต่มีสติ

อาการและอาการแสดงเกี่ยวกับหัวใจและหลอดเลือดมีอาการเจ็บหน้าอกความดันเลือดต่ำและหัวใจเต้นผิดจังหวะ ความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจแสดงให้เห็นโดยหายใจถี่และตัวเขียว นั่นคือสีฟ้าของผิวหนังและช่องปาก

อาการคลื่นไส้อาเจียนและท้องร่วงเป็นเรื่องปกติในระบบทางเดินอาหาร

ความตาย

อัตราการเสียชีวิตของผู้ที่รับประทาน TTX และยังไม่ได้รับการรักษามีมากกว่า 50% ความตายเกิดขึ้นภายใน 4 ถึง 6 ชั่วโมงหลังจากได้รับพิษ

ในบางกรณีความตายอาจเกิดขึ้นได้ในเวลาสั้น ๆ ถึง 20 นาที TTX สามารถฆ่าคนได้ในขนาดต่ำถึง 1 ถึง 4 มก.

Fugus: จานร้ายแรง

ในอดีตพิษของ TTX ส่วนใหญ่เกิดจากการกิน fugus เข้าไป Fugus เป็นอาหารที่ถือว่าเป็นอาหารญี่ปุ่นอันโอชะและปรุงด้วยปลาปักเป้า ซึ่งนำเสนอความเข้มข้นสูงสุดของ TTX ในตับและอวัยวะสืบพันธุ์

ปัจจุบันมีการกำหนดมาตรการควบคุมเพื่อลดความเสี่ยงต่อการเกิดพิษจากสาเหตุนี้ คนที่แปรรูปปลาปักเป้าและผู้ที่เตรียมปลาปักเป้าต้องได้รับการฝึกฝนเป็นเวลาหลายปีเพื่อให้ได้ทักษะที่จะช่วยให้พวกเขาเตรียมอาหารได้

อ้างอิง

1. Lago, J. , Rodríguez, LP, Blanco, L. , Vieites, JM, & Cabado, AG (2015) เตโตรโดทอกซินซึ่งเป็นสารพิษต่อเซลล์ประสาทในทะเลที่มีศักยภาพสูง: การแพร่กระจายความเป็นพิษแหล่งกำเนิดและการใช้บำบัด ยาทางทะเล, 13 (10), 6384-6406. ดอย: 10.3390 / md13106384
2. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019). เตโตรโดทอกซิน. ฐานข้อมูล PubChem CID = 11174599 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. วิกิพีเดีย (2019). เตโตรโดทอกซิน. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. หนังสือเคมี. (2017) เตโตรโดทอกซิน. สืบค้นจาก: chemicalbook.com
5. ธนาคารยา. (2019). เตโตรโดทอกซิน. กู้คืนจาก: drugbank.ca