Тетродоксин действие на организм

Тетродотоксин
( <<<картинка>>> ) ( <<<картинка3D>>> ) ( <<<картинка3D2>>> )
Общие
Традиционные названия	тарихатоксин
Хим. формула	C₁₁H₁₇N₃O₈
Физические свойства
Молярная масса	379,32 г/моль
Термические свойства
Температура
• плавления	225 °C
• разложения	225 °C
Классификация
Рег. номер CAS	4368-28-9
PubChem	20382
Рег. номер EINECS	224-458-8
SMILES
RTECS	IO1450000
ChEBI	9506
ChemSpider	21248349
Безопасность
ЛД₅₀	0,008 мг/кг (мыши, внутримышечно), 0,008 мг/кг (мыши, интраперитонеально), 0,01 мг/кг (человек, перорально)
Токсичность	Чрезвычайно токсичен, сильнейший нейротоксин.
Пиктограммы ECB
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Тетродотоксин — сильный небелковый яд естественного происхождения, нейропаралитического действия. Большое количество тетродотоксина содержится в рыбах из отряда Четырёхзубообразные (Tetraodontiformes), вследствие гастрономического интереса наиболее известна из них рыба иглобрюх (яд есть в печени, молоках и икре); кроме того, яд содержится в икре калифорнийского тритона (Taricha torosa), у ряда бычковых рыб (Gobiidae), в коже и яйцах коста-риканских лягушек рода Ателопы ( Atelopus ), в тканях краба Atergatis floridus и других животных. Тетродотоксин могут синтезировать многие бактерии; предполагается, что некоторые или все животные получают его от бактерий-симбионтов, обитающих в кишечнике.

Содержание

Внешний вид [ править | править код ]

Растворимость (в г/100 г или характеристика):

диэтиловый эфир: растворим;

Токсичность сильно зависит от рН среды: в щелочной среде теряет токсические свойства.

Из жабы Atelopus chiriquiensis был выделен также менее токсичный аналог тетродотоксина — чирикитотоксин.

История [ править | править код ]

	В Викитеке есть полный текст: «Путешествия к Южному полюсу и вокруг света», том II, книга III, глава VIII

Первый зарегистрированный случай отравления тетродотоксином был описан в бортовом журнале капитана Джеймса Кука от 7 сентября 1774 года [1] и опубликован в его «Путешествии к Южному полюсу и вокруг света» (том II, книга III, глава VIII) в 1777 году. В этот день Кук записал, что он и два его спутника, отец и сын Форстеры, пребывая в Новой Каледонии, попробовали на ужин печень и икру (англ. row ) местной тропической рыбы (рода иглобрюхи) и дали внутренности рыбы свинье. К трем часам утра они испытывали чувство сильного онемения и слабости, облегчение наступило лишь после принятия лекарств, в том числе рвотного средства. А свинья была найдена мёртвой. Очевидно, что Кук и его спутники получили умеренную дозу токсина, а свинья, съевшая остатки рыбы, содержащие основную часть токсина, была смертельно отравлена.

Тетродотоксин был открыт японским учёным Тахара в 1906 г. В 1949 г. удалось получить тетродотоксин в кристаллическом виде. Трёхмерную структуру яда установили независимо друг от друга несколько учёных в 1963—1964 гг. — Т. Гото с сотрудниками из Нагойского университета, Р. Вудворд из Гарвардского университета. Интересно, что в 1964 г. из икры и эмбрионов калифорнийского тритона был выделен сильный яд, названный тарихотоксином, который в дальнейшем оказался идентичным тетродотоксину.

Химический синтез [ править | править код ]

Осуществление полного химического синтеза тетродотоксина, после установления его строения в 60-е годы 20 века, стало своеобразным вызовом для химиков-синтетиков ввиду сложности и необычности структуры молекулы данного соединения. Первый успешный синтез тетродотоксина был выполнен в 1972 году группой учёных в Университете Нагойи и явился, наряду с полным синтезом витамина В₁₂, наиболее значимым достижением синтетической органической химии в 70-е годы 20 века. Первая успешная схема синтеза тетродотоксина включала 29 стадий и имела выход конечного продукта на уровне 0,7% в виде рацемата. В 2003 году в Университете Нагойи группа учёных осуществила стереонаправленный синтез тетродотоксина, включавший 67 стадий и позволявший получить конечный продукт с выходом на уровне в 1,2%. В том же году химики Стэнфордского университета также сообщили об успешном стереонаправленном синтезе тетродотоксина (32 стадии с выходом конечного продукта в 0,5%) [2] .

Механизм действия [ править | править код ]

Тетродотоксин представляет собой соединение аминопергидрохиназолина с гуанидиновой группой. Гуанидиновая группа по своим размерам и форме похожа на гидратированные ионы натрия и имеет сильную тропность к натриевым каналам нервных волокон. Благодаря подходящей форме молекулы, тетродотоксин закупоривает натриевые каналы, как пробка, в результате чего нервные волокна теряют способность проводить импульсы [3] .

Читайте также: Загноение матки у собаки

Тетродотоксин легко всасывается в кровь и быстро проникает через различные биологические барьеры организма, накапливаясь преимущественно в тканях почек и сердца.

Симптомы острого отравления:

Через 10—45 минут появляются зуд губ, языка и других частей тела, отмечаются обильное слюнотечение, тошнота, рвота, понос, боли в животе. Возникают подергивания мышц, потеря чувствительности кожи, затрудняется глотание, развивается афония. Смерть наступает от паралича дыхательных мышц.

Использование в медицинe [ править | править код ]

На начальных этапах исследований яд иглобрюха был применен в клинике как мощное обезболивающее средство при лечении тяжелых форм проказы (так называемых нейрогенных форм) и неоперабельных формах опухолевых заболеваний. Были установлены безопасные дозы этого вещества, при которых более четко проявляется его лечебный эффект и практически на нет сводится токсическое действие [3] .

В настоящее время в медицине тетродотоксин практически не используется по причине сильной ядовитости (более безопасным для жизни и здоровья блокаторами натриевых каналов являются новокаин и другие местные анестетики). Проведено несколько современных клинических испытаний тетродотоксина как обезболивающего для раковых больных, которые дали неоднозначные результаты.

Широко применяется учеными-биологами для исследования мембран [3] .

Растворимость (в г/100 г или характеристика):

вода: плохо растворим; диэтиловый эфир: растворим; этанол: растворим.

Показатель диссоциации: pKBH+ (1) = 8,7 (20 °C, вода)

Токсичность сильно зависит от рН среды: в щелочной среде теряет токсические свойства.

Из жабы Atelopus chiriquiensis был выделен также менее токсичный аналог тетродотоксина — чирикитотоксин.

История

Первый зарегистрированный случай отравления тетродотоксином был описан в бортовом журнале капитана Джеймса Кука от 7 сентября 1774 года. [1] В этот день Кук записал, что его команда съела местную тропическую рыбу (рода иглобрюхи), а остаток скормила свиньям на корабле. После этого команда испытывала чувство онемение и одышку, а все свиньи были найдены мёртвыми на следующее утро. Очевидно, что члены команды получили умеренную дозу токсина, а свиньи, съевшие остатки рыбы, содержащие основную часть токсина, были смертельно отравлены.

Механизм действия

Тетродотоксин представляет собой соединение аминопергидрохиназолина с гуанидиновой группой. Гуанидиновая группа по своим размерам и форме похожа на гидратированные ионы натрия и имеет сильную тропность к натриевым каналам нервных волокон. Благодаря большим физическим размерам всей молекулы тетродотоксин закупоривает натриевые каналы, как пробка, в результате чего нервные волокна теряют способность проводить импульсы.

Симптомы острого отравления: Через 10—45 минут появляются зуд губ, языка и других частей тела, отмечаются обильное слюнотечение, тошнота, рвота, понос, боли в животе. Возникают подергивания мышц, потеря чувствительности кожи, затрудняется глотание, развивается афония. Смерть наступает от паралича дыхательных мышц. Умирает более 60 % отравившихся.

Использование в медицинe

В медицине тетродотоксин практически не используется по причине сильной ядовитости (более безопасным для жизни и здоровья блокаторами натриевых каналов являются новокаин и другие местные анестетики). Широко применяется учеными-биологами для исследования мембран.

Установлены безопасные дозы этого вещества, при которых более четко проявляется его лечебный эффект и практически на нет сводится токсическое действие. После проведенных исследований яд фугу был применен в клинике как мощное обезболивающее средство при лечении тяжелых форм проказы (так называемых нейрогенных форм) и неоперабельных формах опухолевых заболеваний.

В литературе

В повести Виктора Пелевина «Зомбификация» в главе «Яды и процедуры» упоминаются работы Уэйда Девиса.

В кино

В телесериале «Метод Лавровой» в 23 серии тетродотоксином отравили около 50 человек.

В фильме «Законопослушный Гражданин» тетродотоксином Клайд Александр Шелтон отравил Клэренса Дарби.

Аквариумист с многолетним стажем

Из всего многообразия защитных механизмов, дарованных живым существам в процессе эволюции, особенно выделяются нейротоксины — вещества, оказывающие губительное воздействие на нервную систему атакуемой жертвы. Самым интересным и загадочным из них является тетродотоксин — сильный нейропаралитический яд, в сто раз превосходящий по эффективности цианид калия.

Впервые тетродотоксин был выделен учеными в 1906 году.

История вещества

Первый зафиксированный случай отравления тетродотоксином описан в дневнике знаменитого мореплавателя Джеймса Кука и опубликован в его «Путешествии к Южному полюсу и вокруг света».

Согласно записи, датированной 8.09.1774 г., седьмого сентября капитану и двум находившимся в составе экспедиции натуралистам подали на ужин печень и молоки экзотической свежеприготовленной рыбы. Но поскольку время было позднее и люди очень устали, они едва притронулись к поданному кушанью, скормив большую его часть свиньям. Утром у тех, кто накануне дегустировал рыбное блюдо, наблюдалась сильная слабость, одышка и онемение конечностей, а животные, съевшие внутренности, погибли.

Спустя 166 лет после этого события удалось установить, что отведанная капитаном и его спутниками рыба относилась к семейству тетродонтид и носила название Pleuranacanthus seleratus. В 1906 году японский учёный Тахара выделил из тканей этих существ активное начало и назвал его тетродотоксином.

Примечательно, что в 1964 году из эмбрионов и икры калифорнийского тритона был выделен сильный яд, который был назван тарихотоксином и в итоге оказался идентичным тетродотоксину.

Механизм воздействия

Яд тетродотоксин, в некоторых источниках именуемый тетродоксином, является соединением аминопергидрохиназолина с гуанидиновой группой и отличается чрезвычайной токсичностью. Для подопытных мышей средняя смертельная доза этого вещества при внутрибрюшном введении составляет всего 10 мкг/г.

Основой губительного воздействия является способность токсина закупоривать натриевые каналы нервных волокон и блокировать проведение импульса в возбудимых тканях. При отравлении тетродотоксином наблюдаются следующие симптомы:

ощущение зуда в губах и языке;
обильное слюноотделение и затруднение глотания;
онемение конечностей;
тошнота и рвота;
сильная боль в животе;
расстройство желудка;
произвольные подёргивания мышц;
потеря чувствительности кожи;
афония.

Признаки интоксикации проявляются через 10−45 минут после употребления вещества, смерть жертвы наступает в течение шести часов вследствие паралича дыхательных мышц. Специфического антидота для тетродотоксина нет, поэтому единственным выходом является проведение дезинтоксикационной и симптоматической терапии, направленной на искусственное поддержание жизни отравленного вплоть до момента, когда яд перестанет действовать.

Применение в медицине

Поскольку вещество влияет на чувствительные натриевые каналы, которые являются непосредственными участниками передачи болевых сигналов, логично предположить, что тетродотоксин можно использовать в качестве сильного анестетика. В первую очередь вещество помогает блокировать нейропатические боли, обусловленные патологическим возбуждением нейронов, ответственных за реакцию на разнообразные физические повреждения.

Тетродоксин использовался в медицине для онкобольных, проходящих курс химеотерапии.

Многолетние исследования помогли установить безопасные дозы яда, при которых минимизируются его токсические свойства и проявляется лечебный эффект. Впервые тетродотоксин был применён при лечении тяжёлых форм проказы, сопровождающихся острой невыносимой болью. Впоследствии был проведён ряд клинических испытаний вещества как обезболивающего при неоперабельных формах раковых заболеваний. Однако исследования показали неоднозначные результаты, поэтому от использования средства решили временно отказаться.

В отечественной медицине тетродотоксин практически не применяется по причине высокого риска для жизни и здоровья пациентов — большинство местных анестетиков (новокаин, дикаин и тому подобные) обладают аналогичными свойствами, однако являются куда более безопасными. Однако за рубежом разработаны различные сочетания тетродотоксина с местными анестетиками, а также инъекционные формы хлористоводородной соли вещества.

С недавнего времени в сети можно встретить упоминание о корейском препарате под названием Tetrodocain (Тетродокаин), который выпускается в ампулах для инъекций и позиционируется как лекарство от множества заболеваний — начиная с ОРЗ и заканчивая раком. Нужно знать, что это средство не является лицензированным медикаментом и его употребление может повлечь за собой печальные последствия.

Опасные деликатесы

Любителей пощекотать себе нервы хватало во все времена, поэтому недостатка в людях, желающих отведать блюда с тетродотоксином, никогда не наблюдалось. Самым известным из смертельно опасных деликатесов является фугу — истинная легенда японской кухни, которая остаётся предметом любопытства и вожделения гурманов всего мира.

Традиция поедания иглобрюхих рыб зародилась в Японии более двух тысячелетий назад, однако спустя некоторое время деликатес запретили из-за высокого уровня смертности в результате его употребления. Впоследствии запрет был снят, но поваров, специализирующихся на приготовлении фугу, обязали проходить особое обучение и получать лицензию.

Рыба фугу — самый известный в мире источник тетродоксина.

Самой популярной разновидностью блюда считается фугусаши, или сашими из фугу — ломтики сырого филе, красиво выложенные на круглой тарелке. Для приготовления этого кушанья обычно используют рыбу под названием бурый скалозуб. Готовят сашими так:

Повар быстро отделяет плавники и голову рыбы, а затем вскрывает ей брюхо.
Соблюдая величайшую осторожность, профессионал извлекает ядовитые внутренности и тщательно промывает филе. Особое мастерство состоит в том, чтобы оставить на поверхности рыбы количество яда, способствующее возникновению лёгкой наркотической эйфории, но полностью исключающее угрозу для жизни клиента.
Рыбу нарезают тонкими ломтиками, выкладывают на блюдо и подают к столу.

Фугусаши едят, окуная кусочки филе в смесь уксусного соуса, тёртого дайкона, красного перца и крошеного лука-резанца. Запивают блюдо напитком под названием хирезаке — сакэ из стаканчиков для чая чаван, в которые на 1−2 минуты погружают обугленные плавники скалозуба. Также к фугусаши полагается суп, приготовленный из ядовитой рыбы, риса и сырого яйца.

Хотя употребление блюд из скалозуба в хороших ресторанах считается относительно безопасным, недооценивать риск всё же не стоит. Согласно статистике, не менее 50 японцев ежегодно погибают от отравления фугу. А в сентябре 2010 года экзотическое блюдо стало причиной смерти двух российских туристов.

Любопытно, что при искусственном разведении иглобрюхих рыб можно избежать накопления яда, поскольку токсин не вырабатывается в организме, а поступает с пищей. Следовательно, при смене режима кормления бурый скалозуб станет совершенно безобидным существом. Однако высококлассные повара, не желающие лишиться работы и ревнители традиций, предпочитающие острые ощущения, выступают против массового выращивания «безопасной» рыбы.

Тетродотоксин и загадка зомби

В редких случаях жертвы отравления тетродотоксином не умирают, а впадают в столь глубокий летаргический сон, что отличить живого человека от мертвеца не представляется возможным. Один из таких инцидентов произошёл в конце XIX века в США: отравившегося признали мёртвым и поместили в холодную комнату, где он и ожил семь дней спустя, незадолго до погребения. По словам несостоявшегося покойника, всё это время он сохранял способность осознавать происходящее и с ужасом ждал, что его заживо опустят в могилу.

Поедание блюд из фугу, фугусаши, или сашими, называют “игрой в рулетку”.

Бывали также случаи, когда отравленные и уже оплаканные люди неожиданно поднимались из гроба по дороге на кладбище, повергая присутствующих в настоящий шок. Столь уникальное воздействие тетродоксина на организм стало причиной появления множества мифов — в частности, историй о гаитянских зомби.

Считается, что бокоры (гаитянские колдуны) владеют искусством приготовления так называемого «порошка зомби» — вещества на основе тетродотоксина, употребление которого лишает человека самосознания, превращая его в безропотного раба. Зачастую этот ритуал применялся для обезвреживания врага и его последующего подчинения.

Избрав жертву, бокор изготавливал особое порошкообразное снадобье, главными ингредиентами которого являлись токсичные ткани рыб и кости мертвеца, а затем находил способ подсыпать вещество в пищу неугодного. Спустя несколько часов человек, употребивший порошок, умирал, и его хоронили, соблюдая соответствующие обряды. Через несколько дней колдун откапывал усопшего и производил специальный обряд оживления.

В результате бывший покойник полностью терял контроль над собственным телом и сознанием, становясь безучастным исполнителем приказов хозяина. Тонкости этого процесса весьма живописно освещены в фильме Уэса Крэйвена «Змей и радуга», основой для которого послужила одноимённая книга этноботаника Уэйда Дэвиса. Легенды о гаитянских зомби породили множество гипотез, однако загадка волшебного порошка остаётся нераскрытой по сей день.