- Estructura de la tetrodotoxina
- Gàbia i ponts d'hidrogen
- Característiques
- Mecanisme d'acció
- Bloc de canal de sodi
- paràlisi
- usos
- Efectes en l'organisme
- parestèsia
- símptomes
- mort
- El fugus: un plat mortal
- referències
La tetrodotoxina (TTX) és una aminoperhidroquinazolina verinosa, trobada en el fetge i en els ovaris de peixos de l'ordre tetraodontiformes; entre ells els peixos globus. Així mateix, està en el tritó, cucs plans (platihelmints), crancs, el pop d'anells blaus, i en un gran nombre de bacteris.
Entre les espècies bacterianes en què es troba la tetrodotoxina (abreujada com TTX), estan: la Vibrio algynolyticus, pseudoalteromonas tetraodonis, així com en altres bacteris de l'gènere Vibrio i Pseudomonas. D'aquí es pot intuir que el seu origen és bacterià.
La molècula d'tetrodotoxina i una de les seves fonts naturals: el peix globus. Font: Original image (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivative: Capaccio
No obstant això, la presència de glàndules exocrines per a la secreció de la TTX en el peix globus, així com l'emmagatzematge de el mateix en glàndules salivals de el pop d'anells blaus, va demostrar que certs animals també poden tenir la capacitat de sintetitzar.
La TTX exerceix sobre la seva acció l'organisme mitjançant el bloqueig dels canals de sodi dels axons neuronals i de les cèl·lules musculars esquelètiques i llises; excepte de les cèl·lules musculars cardíaques, les quals posseeixen "comportes" resistents a l'TTX.
La causa principal de la mort sobtada de l'home intervinguda per la TTX, és la seva acció paralitzant sobre el diafragma i els músculs intercostals; músculs necessaris per a la respiració. Per tant, es produeix la mort en poques hores, després de la ingesta d'TTX.
La dosi oral mitjana letal (LD50) de tetrodotoxina per a ratolins és de 334 mg / kg de pes. Mentrestant, la LD50 per cianur de potassi és de 8,5 mg / kg. Això vol dir que la TTX és un verí, aproximadament, 25 vegades més potent que el cianur de potassi.
Estructura de la tetrodotoxina
Estructura molecular de la tetrodotoxina. Font: Benjah-bmm27
A la imatge superior es mostra l'estructura molecular de la tetrodotoxina amb un model d'esferes i barres. Les esferes vermelles corresponen als àtoms d'oxigen, les blaves als àtoms de nitrogen, i les blanques i negres als hidrògens i carbonis, respectivament.
Si s'atura per un moment en els àtoms d'O, es veurà que sis d'ells es troben com a grups hidroxil, OH; per tant, hi ha sis grups OH en la perifèria de la molècula. Mentrestant, els dos àtoms restants estan com ponts oxigenats dins d'unitats cícliques condensades.
D'altra banda, tot just hi ha tres àtoms de nitrogen, però pertanyen a un grup singular: el guanidino. Aquest grup pot portar una càrrega positiva si C = NH guanya un ió hidrogen, transformant-se en C = NH 2 +; s'ubicaria per tant en la part inferior de la molècula. Mentre que a la part superior, el -OH dalt pot desprotonarse i estar com -O -.
Així la tetrodotoxina pot tenir dues càrregues iòniques a el mateix temps en diferents regions de la seva estructura; la qual, si bé pot semblar intricada, es simplifica a l'considerar-una gàbia.
Gàbia i ponts d'hidrogen
La tetrodotoxina pot llavors visualitzar-se com una gàbia, atès que els seus cicles fusionats representen una estructura compacta. A dalt es va dir que posseeix sis grups OH en la seva perifèria (si no té càrrega negativa), a més de tres grups NH pertanyents a el grup guanidino (si no té càrrega positiva).
En total, doncs, la molècula és capaç de donar fins a nou ponts d'hidrogen; i igualment, pot acceptar el mateix nombre de ponts, i dos més a causa dels àtoms d'oxigen interns en els seus cicles. Per tant, aquesta gàbia és força activa en termes d'interaccions intermoleculars; no pot "caminar" per allà sense fer-se notar.
Això significa que n'hi ha prou que hi hagi una superfície nitrogenada o oxigenada perquè la tetrodotoxina s'ancori causa de les fortes interaccions. De fet, aquesta és la raó per la qual bloqueja els canals de sodi, comportant-se com una gàbia-suro que impedeix el pas dels ions Na + a l'interior de les cèl·lules.
Característiques
S'esmenten a continuació algunes característiques o propietats de la tetrodotoxina:
-La seva fórmula molecular C 11 H 17 N 3 O 8 i un pes molecular de 319,27 g / mol.
-Es pot preparar TTX a partir dels ovaris de el peix globus. Després d'homogeneïtzar, es precipiten les proteïnes, i el sobrenedant és sotmès a una cromatografia en carbó activat; obtenint 8-9 g de TTX pura per 1.000 g d'ous de peixos.
-La TTX deshidratat és una pols blanca, soluble en aigua i àcid acètic diluït; però pràcticament insoluble en solvents orgànics.
-És termoestable, excepte en un medi alcalí. També és inestable quan s'escalfa a 100 ºC en un medi àcid.
-Quan s'escalfa a 220 ºC, s'enfosqueix sense descompondre.
-La TTX és destruïda pels àcids i àlcalis forts.
-Té una constant de dissociació, pKa = 8,76 en aigua, i pKa = 9,4 en alcohol a l'50%.
-És una base monoacídica, estable entre un pH 3 - 8,5.
-La toxicitat de la TTX és eliminada per l'acció d'hidròxid de sodi a el 2% durant 90 minuts.
-S'ha estimat una densitat de la TTX de 1,3768 g / cm 3. Així mateix, se li ha estimat un punt d'ebullició de 458,31 ºC.
Mecanisme d'acció
Bloc de canal de sodi
La TTX bloqueja els canals de Na +, impedint la propagació dels potencials d'acció o impulsos nerviosos en les cèl·lules excitables.
A l'impedir la propagació dels potencials d'acció, el TTX porta a una paralització de les cèl·lules musculars que condueix a la mort dels animals en poc temps.
Els canals de Na +, a l'igual que altres canals iònics, són proteïnes que travessen la membrana plasmàtica. Aquests són voltatge-dependents; és a dir, són capaços de respondre a una variació adequada de potencial membrana amb la seva obertura.
La TTX és una molècula d'aproximadament 8 Å de diàmetre, que es col·loca en part exterior de l'canal de Na +; exactament a la boca que dóna accés a l'canal, impedint l'ingrés de l'Na + a través d'aquest. Es considera que n'hi ha prou una sola molècula de TTX per bloquejar un canal de Na +.
paràlisi
La TTX a l'bloquejar l'ingrés de Na + impedeix la formació de l'potencial d'acció en la cèl·lula neuronal, així com la seva propagació al llarg de l'axó. De la mateixa manera, s'impedeix la formació dels potencials d'acció en les cèl·lules musculars, requisit per a la seva contracció.
Per tant, al no contreure les cèl·lules musculars es produeix la seva paràlisi. En el cas de l'múscul diafragma i els músculs intercostals, la seva paralització bloqueja la respiració, causant la mort en poques hores.
usos
La TTX a dosis baixes té una acció analgèsica en pacients amb un dolor sever no alleujat pels tractaments convencionals. Es va tractar a 24 pacients que pateixen de càncer terminal, sotmetent-los a 31 cicles de tractament amb dosis de TTX compreses entre 15 i 90 mg / dia.
Com a resultat, es va observar una reducció clínicament significativa en la intensitat de dolor, en 17 dels 31 cicles. L'alleujament de dolor va persistir per dos o més setmanes. La TTX va mitigar efectivament el dolor sever i resistent a el tractament de la majoria dels pacients amb càncer.
Addicionalment, la companyia Wex Pharmaceuticals estudia l'ús de la tetrodotoxina per al tractament de dolor en pacients amb càncer avançat. I també en consumidors d'opi, per tal de reduir la dosi consumida de la droga.
Efectes en l'organisme
parestèsia
Una dosi baixa de TTX produeix parestèsia, és a dir, una sensació de formigueig i entumiment al voltant de la boca i els dits de les mans i els peus. Aquests símptomes també formen part dels símptomes generals d'un enverinament amb TTX.
símptomes
Hi ha contraccions del múscul esquelètic en la seva totalitat, manifestades per una dificultat en l'articulació de les paraules i la deglució. Les pupil·les de les persones enverinades queden fixes i dilatades. El més dramàtic és que les persones queden completament paralitzades, però conscients.
Els signes i símptomes cardiovasculars es caracteritzen per dolor toràcic, hipotensió i arítmia cardíaca. L'alteració respiratòria es manifesta per dificultat per respirar i cianosi; és a dir, color blavós de la pell i cavitat bucal.
En el sistema gastrointestinal se sol presentar nàusees, vòmits i diarrea.
mort
La taxa de mortalitat de les persones que van ingerir TTX, i no han estat tractades, és major de el 50%. La mort ocorre en un lapse comprès entre 4 i 6 hores després de l'enverinament.
En alguns casos la mort pot ocórrer en un lapse tan curt com 20 minuts. La TTX pot causar la mort d'una persona a una dosi tan baixa com 1 a 4 mg.
El fugus: un plat mortal
En el passat, la major dels enverinaments amb TTX eren causats per la ingestió de fugus. El fugus és un plat que és considerat una exquisidesa del menjar japonès i que és preparat amb el peix globus; el qual presenta la seva major concentració de TTX en el fetge i en les gònades.
Actualment, s'han establert controls per reduir el risc d'enverinament per aquesta causa. Les persones que processen el peix globus i que preparen el fugus requereixen un entrenament de diversos anys per obtenir la destresa que li permeti la preparació de l'plat.
referències
- Llac, J., Rodríguez, LP, Blanco, L., Vieites, JM, & Cabado, AG (2015). Tetradotoxina, an Extremely Potent Marina Neurotoxin: Distribution, Toxicity, Origin and Therapeutical Usis. Marina drugs, 13 (10), 6384-6406. doi: 10.3390 / md13106384
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Tetradotoxina. PubChem Database. CID = 11.174.599. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Tetradotoxina. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Chemical Book. (2017). Tetradotoxina. Recuperat de: chemicalbook.com
- Drug Bank. (2019). Tetradotoxina. Recuperat de: drugbank.ca