Il tetrodotossina (TTX) è un'aminoperidrochinazolina velenosa, che si trova nel fegato e nelle ovaie dei pesci dell'ordine tetraodontiformes; compreso il pesce palla. Allo stesso modo, è nel tritone, platelminti (Vermi piatti), granchi, polpi dagli anelli blu e un gran numero di batteri.
Tra le specie batteriche in cui si trova la tetrodotossina (abbreviata in TTX), ci sono: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, così come in altri batteri del genere Vibrio e Pseudomonas. Da qui si può intuire che la sua origine è batterica..
Tuttavia, la presenza di ghiandole esocrine per la secrezione di TTX nel pesce palla, così come la sua conservazione nelle ghiandole salivari del polpo dagli anelli blu, ha dimostrato che alcuni animali possono anche avere la capacità di sintetizzarlo.
TTX esercita la sua azione sul corpo bloccando i canali del sodio degli assoni neuronali e delle cellule muscolari scheletriche e lisce; ad eccezione delle cellule del muscolo cardiaco, che hanno "porte" resistenti al TTX.
La principale causa di morte improvvisa nell'uomo mediata dalla TTX è la sua azione paralizzante sul diaframma e sui muscoli intercostali; muscoli necessari per respirare. Pertanto, la morte avviene entro poche ore, dopo l'ingestione di TTX..
La dose orale letale mediana (LD50) di tetrodotossina per i topi è di 334 µg / kg di peso corporeo. Nel frattempo, la DL50 per il cianuro di potassio è 8,5 mg / kg. Ciò significa che il TTX è un veleno circa 25 volte più potente del cianuro di potassio..
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L'immagine in alto mostra la struttura molecolare della tetrodotossina con un modello di sfere e bastoncelli. Le sfere rosse corrispondono agli atomi di ossigeno, le sfere blu agli atomi di azoto e le sfere bianche e nere agli idrogeni e ai carboni, rispettivamente..
Se ti fermi un attimo agli atomi di O, vedrai che sei di loro si trovano come gruppi idrossilici, OH; quindi, ci sono sei gruppi OH alla periferia della molecola. Nel frattempo, i due atomi rimanenti sono come ponti ossigenati all'interno di unità cicliche condensate..
D'altra parte, ci sono appena tre atomi di azoto, ma appartengono a un gruppo unico: il guanidino. Questo gruppo può trasportare una carica positiva se C = NH guadagna uno ione idrogeno, trasformandosi in C = NHDue+; si troverebbe quindi nella parte inferiore della molecola. Mentre è in alto, -OH in alto può essere deprotonato ed essere come -O-.
Pertanto, la tetrodotossina può avere due cariche ioniche contemporaneamente in diverse regioni della sua struttura; il che, sebbene possa sembrare intricato, viene semplificato considerandolo una gabbia.
La tetrodotossina può quindi essere visualizzata come una gabbia, poiché i suoi cicli fusi rappresentano una struttura compatta. Sopra si diceva che ha sei gruppi OH nella sua periferia (se non ha carica negativa), oltre a tre gruppi NH appartenenti al gruppo guanidino (se non ha carica positiva)..
In totale, quindi, la molecola è in grado di donare fino a nove legami idrogeno; e allo stesso modo può accettare lo stesso numero di ponti e altri due a causa degli atomi interni di ossigeno nei suoi cicli. Detta gabbia è quindi abbastanza attiva in termini di interazioni intermolecolari; non può "camminare" senza essere notato.
Ciò significa che è sufficiente che ci sia una superficie azotata o ossigenata perché la tetrodotossina possa ancorarsi a causa delle forti interazioni. In effetti, questo è il motivo per cui blocca i canali del sodio, comportandosi come una gabbia di sughero che impedisce il passaggio degli ioni Na.+ all'interno delle cellule.
Di seguito sono menzionate alcune caratteristiche o proprietà della tetrodotossina:
-La sua formula molecolare CundiciH17N3O8 e un peso molecolare di 319,27 g / mol.
-Il TTX può essere preparato dalle ovaie del pesce palla. Dopo l'omogeneizzazione, le proteine vengono precipitate e il surnatante viene sottoposto a cromatografia su carbone attivo; ottenendo 8-9 g di TTX puro per 1.000 g di uova di pesce.
-Il TTX disidratato è una polvere bianca, solubile in acqua e acido acetico diluito; ma praticamente insolubile in solventi organici.
-È stabile al calore, tranne che in un mezzo alcalino. È anche instabile se riscaldato a 100 ° C in un mezzo acido.
-Quando riscaldato a 220 ° C, si scurisce senza decomporsi.
-Il TTX viene distrutto da acidi e alcali forti.
-Ha una costante di dissociazione, pKa = 8,76 in acqua e pKa = 9,4 in alcol al 50%.
-È una base monoacidica, stabile tra un pH 3 e 8,5.
-La tossicità del TTX viene eliminata dall'azione del 2% di idrossido di sodio per 90 minuti..
-È stata stimata una densità TTX di 1,3768 g / cm3. Allo stesso modo, è stato stimato un punto di ebollizione di 458,31 ºC..
TTX blocca i canali Na+, prevenire la propagazione dei potenziali d'azione o degli impulsi nervosi nelle cellule eccitabili.
Impedendo la diffusione dei potenziali d'azione, TTX porta ad una paralisi delle cellule muscolari che porta alla morte degli animali in breve tempo.
Canali Na+, come altri canali ionici, sono proteine che attraversano la membrana plasmatica. Questi dipendono dalla tensione; cioè sono in grado di rispondere ad un'adeguata variazione del potenziale di membrana con la loro apertura.
TTX è una molecola di circa 8 Å di diametro, che si trova all'esterno del canale Na+; esattamente nella foce che dà accesso al canale, impedendo l'ingresso di Na+ attraverso esso. Si ritiene che una singola molecola di TTX sia sufficiente per bloccare un canale Na+.
TTX bloccando l'ingresso di Na+ impedisce la formazione del potenziale d'azione nella cellula neuronale, nonché la sua propagazione lungo l'assone. Allo stesso modo, viene impedita la formazione di potenziali d'azione nelle cellule muscolari, requisito per la loro contrazione..
Pertanto, poiché le cellule muscolari non si contraggono, si verifica la loro paralisi. Nel caso del muscolo del diaframma e dei muscoli intercostali, la loro paralisi blocca la respirazione, provocando la morte entro poche ore.
Il TTX a basso dosaggio ha un'azione analgesica nei pazienti con dolore intenso non alleviato dai trattamenti convenzionali. Sono stati trattati 24 pazienti affetti da cancro terminale, sottoponendoli a 31 cicli di trattamento con dosi di TTX comprese tra 15 e 90 µg / giorno.
Di conseguenza, è stata osservata una riduzione clinicamente significativa dell'intensità del dolore in 17 dei 31 cicli. Il sollievo dal dolore persisteva per due o più settimane. TTX ha mitigato efficacemente il dolore grave e refrattario nella maggior parte dei pazienti oncologici.
Inoltre, la società Wex Pharmaceuticals studia l'uso della tetrodotossina per il trattamento del dolore in pazienti con cancro avanzato. E anche nei consumatori di oppio, al fine di ridurre la dose di droga consumata.
Una dose bassa di TTX produce parestesia, che è un formicolio e intorpidimento intorno alla bocca e alle dita delle mani e dei piedi. Questi sintomi fanno anche parte dei sintomi generali dell'avvelenamento da TTX..
Ci sono contrazioni del muscolo scheletrico nel suo insieme, manifestate da una difficoltà nell'articolare le parole e nella deglutizione. Le pupille delle persone avvelenate sono fisse e dilatate. La cosa più drammatica è che le persone sono completamente paralizzate, ma consapevoli.
I segni e i sintomi cardiovascolari sono caratterizzati da dolore toracico, ipotensione e aritmia cardiaca. Il disturbo respiratorio si manifesta con mancanza di respiro e cianosi; cioè colore bluastro della pelle e della cavità orale.
Nausea, vomito e diarrea sono comuni nel sistema gastrointestinale..
Il tasso di mortalità delle persone che hanno ingerito TTX e non sono state trattate è superiore al 50%. La morte avviene entro 4-6 ore dall'avvelenamento.
In alcuni casi la morte può avvenire in appena 20 minuti. TTX può uccidere una persona a una dose da 1 a 4 mg..
In passato, la maggior parte degli avvelenamenti da TTX erano causati dall'ingestione di fugus. Il fugus è un piatto considerato una prelibatezza della cucina giapponese e viene preparato con pesce palla; che ha la sua più alta concentrazione di TTX nel fegato e nelle gonadi.
Attualmente, sono stati stabiliti controlli per ridurre il rischio di avvelenamento da questa causa. Le persone che lavorano il pesce palla e che preparano il fugus richiedono un addestramento di diversi anni per ottenere la manualità che permette loro di preparare il piatto.
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