テトロドトキシン（TTX）は、肝臓および卵巣順序魚フグ目に見出される有毒aminoperhidroquinazolina、です。フグを含む。同様に、それはイモリ、扁形動物（扁形動物）、カニ、青環状のタコ、および多数の細菌に含まれています。
テトロドトキシン（TTXと略される）が検出される細菌種には、Vibrio algynolyticus、Pseudoalteromonas tetraodonis、およびVibrioおよびPseudomonas属の他の細菌があります。ここから、その起源は細菌であると直感することができます。
テトロドトキシン分子とその自然源の1つであるフグ。出典：元の画像（GFDL / cc-by-sa）：Liné1微分：カパッチョ
しかし、フグのTTX分泌のための外分泌腺の存在と、青環状のタコの唾液腺へのその貯蔵は、特定の動物がそれを合成する能力を持っている可能性があることを示しました。
TTXは、神経軸索と骨格筋および平滑筋細胞のナトリウムチャネルを遮断することにより、身体にその作用を発揮します。TTX耐性の「ゲート」を有する心筋細胞を除いて。
TTXによって媒介される人間の突然死の主な原因は、横隔膜と肋間筋に対する麻痺作用です。呼吸に必要な筋肉。したがって、TTXを摂取してから数時間以内に死亡します。
マウスに対するテトロドトキシンの致死量の中央値（LD50）は、334 µg / kg体重です。一方、シアン化カリウムのLD50は8.5 mg / kgです。これは、TTXがシアン化カリウムよりも約25倍強力な毒であることを意味します。
テトロドトキシンの構造
テトロドトキシンの分子構造。出典：Benjah-bmm27
上の画像は、球と棒のモデルでテトロドトキシンの分子構造を示しています。赤い球は酸素原子に、青い球は窒素原子に、白い球と黒い球は水素と炭素にそれぞれ対応しています。
O原子でしばらく停止すると、そのうちの6つがヒドロキシル基OHとして検出されることがわかります。したがって、分子の周囲に6つのOHグループがあります。一方、残りの2つの原子は、縮合した環状単位内の酸素化された橋のようなものです。
一方、窒素原子は3つではありませんが、グアニジノという独特のグループに属しています。このグループは、C = NHが水素イオンを取得してC = NH 2 +に変換される場合、正の電荷を運ぶことができます。したがって、分子の下部に配置されます。一番上に、トップの-OHが脱プロトン化と、-Oのようにすることができますが- 。
したがって、テトロドトキシンは、その構造の異なる領域で同時に2つのイオン電荷を持つことができます。複雑に見えるかもしれませんが、これをケージと考えることで単純化されます。
ケージと水素ブリッジ
テトロドトキシンは融合サイクルがコンパクトな構造であるため、ケージとして視覚化できます。上記では、グアニジノ基に属する3つのNH基（正の電荷を持たない場合）に加えて、周辺に6つのOH基（負の電荷を持たない場合）があると言われていました。
したがって、分子は合計で最大9つの水素結合を提供できます。同様に、同じ数のブリッジを受け入れることができ、そのサイクルの内部酸素原子により、さらに2つブリッジを受け入れることができます。したがって、前記ケージは分子間相互作用の点で非常にアクティブです。彼は気づかれずに「歩く」ことはできません。
これは、強い相互作用のためにテトロドトキシンが固定するための窒素または酸素化表面が十分にあることを意味します。実際、これがナトリウムチャネルを遮断し、Na +イオンの細胞への通過を妨げるコルクケージのように機能する理由です。
特徴
テトロドトキシンのいくつかの特徴または特性を以下に示します：
-その分子式はC 11 H 17 N 3 O 8で、分子量は319.27 g / molです。
-TTXは、フグの卵巣から調製できます。ホモジナイズした後、タンパク質を沈殿させ、上清を活性炭クロマトグラフィーにかけます。魚卵1,000 gあたり8〜9 gの純粋なTTXを得る。
-脱水したTTXは白い粉末で、水と希酢酸に溶けます。しかし、有機溶媒にはほとんど溶けません。
-アルカリ性環境を除いて、それは熱安定性です。また、酸性環境で100℃に加熱すると不安定になります。
-220ºCに加熱すると、分解せずに暗くなります。
-TTXは強酸とアルカリによって破壊されます。
-解離定数があり、水中ではpKa = 8.76、50％アルコールではpKa = 9.4です。
-それは一酸性塩基であり、pH 3-8.5の間で安定しています。
-2％水酸化ナトリウムを90分間作用させることにより、TTX毒性がなくなります。
-1.3768 g / cm 3の TTX密度が推定されています。同様に、沸点は458.31ºCと推定されています。
作用機序
ナトリウムチャンネルブロック
TTXはNa +チャネルを遮断し、興奮性細胞における活動電位または神経インパルスの伝播を防ぎます。
活動電位の拡散を防ぐことにより、TTXは筋肉細胞の麻痺を引き起こし、短時間で動物を死に至らしめます。
Na +チャネルは、他のイオンチャネルと同様に、原形質膜を通過するタンパク質です。これらは電圧に依存します。すなわち、それらはそれらの開口部で膜電位の適切な変動に応答することができます。
TTXは、直径約8Åの分子で、Na +チャネルの外側に配置されます。チャネルへのアクセスを提供する口の中に正確にあり、それを介したNa +の侵入を防ぎます。TTXの単一分子は、Na +チャネルを遮断するのに十分であると考えられています。
麻痺
Na +の侵入をブロックすることによるTTX は、神経細胞における活動電位の形成、ならびに軸索に沿ったその伝播を防止します。同様に、収縮に必要な筋細胞の活動電位の形成が防止されます。
したがって、筋肉細胞が収縮しないので、それらの麻痺が起こります。横隔膜筋と肋間筋の場合、麻痺により呼吸が阻害され、数時間以内に死に至ります。
用途
低用量TTXは、従来の治療では軽減されない重度の痛みを伴う患者に鎮痛作用があります。末期癌に苦しんでいる24人の患者が治療され、15〜90 µg /日のTTXの投与量で31治療サイクルを受けました。
その結果、31サイクル中17サイクルで臨床的に有意な疼痛強度の低下が観察されました。痛みの緩和は2週間以上続きました。TTXは、ほとんどの癌患者の重度の難治性の痛みを効果的に緩和しました。
さらに、ウェックスファーマシューティカルズ社は、進行がん患者の痛みの治療のためのテトロドトキシンの使用を研究しています。そして、アヘンのユーザーでも、薬の消費量を減らすために。
体への影響
知覚異常
低用量のTTXは、感覚異常、つまり、口と指とつま先の周りのチクチクとしびれを引き起こします。これらの症状は、TTX中毒の一般的な症状の一部でもあります。
症状
全体的に骨格筋の収縮があり、言葉を明瞭に表現したり嚥下したりするのが困難であることから明らかです。被毒者の生徒は固定され、拡張されます。最も劇的なことは、人々が完全に麻痺しているが意識があるということです。
心臓血管の兆候と症状は、胸の痛み、低血圧、不整脈が特徴です。呼吸障害は、息切れとチアノーゼによって現れます。つまり、皮膚と口腔の青みがかった色です。
吐き気、嘔吐、下痢は消化器系によく見られます。
死
TTXを摂取し、治療を受けていない人の死亡率は50％を超えています。中毒後4〜6時間以内に死亡します。
場合によっては、20分程度で死に至ることもあります。TTXは1〜4 mgの低用量で人を殺すことができます。
フーガス：致命的な料理
過去には、ほとんどのTTX中毒は菌の摂取によって引き起こされました。フグは日本食の珍味とされ、フグを使った料理です。これは、肝臓と生殖腺におけるTTXの最高濃度を示します。
現在、この原因による中毒のリスクを低減するための管理策が確立されています。フグを加工し、フーガスを準備する人々は、料理を準備できるスキルを得るために数年の訓練を必要とします。
参考文献
- Lago、J.、Rodríguez、LP、Blanco、L.、Vieites、JM、&Cabado、AG（2015）。非常に強力な海洋神経毒であるテトロドトキシン：分布、毒性、起源、および治療上の使用。マリンドラッグ、13（10）、6384-6406。土井：10.3390 / md13106384
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