Structure de la tétrodotoxine, caractéristiques, utilisations, effets

La tétrodotoxine (TTX) est un aminoperhidroquine venimeux Tétraodontiforme; Parmi eux les ballons de poisson. Il est également dans le Triton, des vers plats (Platelmintos), des crabes, des anneaux bleus Octopus et dans un grand nombre de bactéries.

Parmi les espèces bactériennes dans lesquelles est la tétrodotoxine (abrégée en TTX), les: les Vibrio algenolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, ainsi que dans d'autres bactéries du genre Vibrio et Pseudomonas. De là, il peut être intuit que son origine est bactérienne.

La molécule de tétrodotoxine et l'une de ses sources naturelles: le poisson ballon. Source: Image d'origine (GFDL / CC-BY-SA): LINÉ1DERIVATIVE: CAPACIO [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

Cependant, la présence de glandes exocrines pour la sécrétion du TTX dans le monde du monde.

Le TTX exerce le corps sur son action en bloquant les canaux sodiques des axones neuronaux et des cellules musculaires squelettiques et lisses; sauf les cellules musculaires cardiaques, qui ont des "portes" résistantes à TTX.

La principale cause de la mort soudaine de l'homme médiée par le TTX est son action paralysante sur le diaphragme et les muscles intercostaux; muscles nécessaires à la respiration. Par conséquent, la mort se produit dans quelques heures, après l'apport TTX.

La dose orale létale moyenne (LD50) de la tétrodotoxine de souris est de 334 µg / kg de poids. Pendant ce temps, LD50 pour le cyanure de potassium est de 8,5 mg / kg. Cela signifie que TTX est un poison, environ 25 fois plus puissant que le cyanure de potassium.

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Structure de tétrodotoxine

Structure moléculaire de la tétrodotoxine. Source: Benjah-Bmm27 [domaine public]

L'image supérieure montre la structure moléculaire de la tétrodotoxine avec un modèle de sphères et de barres. Les sphères rouges correspondent aux atomes d'oxygène, aux atomes bleus à l'azote, et noir et noir à hydrogènes et carbones, respectivement.

S'il s'arrête un instant dans les atomes d'O, on verra que six d'entre eux se trouvent comme des groupes hydroxyles, OH; Par conséquent, il y a six groupes OH sur la périphérie de la molécule. Pendant ce temps, les deux atomes restants sont comme des ponts oxygénés dans des unités cycliques condensées.

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D'un autre côté, il n'y a guère trois atomes d'azote, mais ils appartiennent à un groupe unique: le guanidino. Ce groupe peut transporter une charge positive si C = NH gagne un ion hydrogène, se transformant en c = NH₂⁺; Il serait donc situé au bas de la molécule. Tandis que dans la partie supérieure, le -oh ci-dessus peut être non protégé et être comme -O^-.

Ainsi, la tétrodotoxine peut avoir deux charges ioniques en même temps dans différentes régions de sa structure; qui, bien qu'il puisse sembler complexe, est simplifié lorsqu'une cage est considérée.

Ponts de cage et d'hydrogène

La tétrodotoxine peut ensuite être visualisée comme une cage, car ses cycles fusionnés représentent une structure compacte. Au-dessus, il a été dit qu'il a six groupes OH dans sa périphérie (s'il n'a pas de charge négative), en plus de trois groupes NH appartenant au groupe Guanidino (s'il n'a pas de charge positive).

Au total, la molécule est donc capable de faire un don à neuf ponts d'hydrogène; Et aussi, vous pouvez accepter le même nombre de ponts, et deux autres à cause des atomes d'oxygène interne dans leurs cycles. Par conséquent, cette cage est assez active en termes d'interactions intermoléculaires; Tu ne peux pas "marcher" là-bas sans remarquer.

Cela signifie qu'il existe une surface d'azote ou d'oxygéné pour que la tétrodotoxine soit ancrée en raison de fortes interactions. En fait, c'est la raison pour laquelle il bloque les canaux de sodium, se comportant comme un cage de cage qui empêche le passage de na ion⁺ À l'intérieur des cellules.

Caractéristiques

Certaines caractéristiques ou propriétés de la tétrodotoxine sont mentionnées ci-dessous:

-Sa formule moléculaire C_onzeH₁₇N₃SOIT₈ et un poids moléculaire de 319,27 g / mol.

-Vous pouvez préparer TTX à partir des ovaires du poisson ballon. Après les homogénéiser, les protéines précipitent et le surnageant est soumis à une chromatographie en carbone activée; Obtention de 8 à 9 g de TTX pur par 1.000 g de Roe de poisson.

-Le TTX déshydraté est une poussière blanche, un acide acétique soluble à l'eau et dilué; Mais pratiquement insoluble dans les solvants organiques.

-Il est thermostable, sauf dans un milieu alcalin. Il est également instable lorsque 100 ºC est chauffé dans un milieu acide.

-Lorsqu'il est chauffé à 220 ºC, il s'assombrit sans décomposer.

-Le TTX est détruit par des acides forts et des alcalis.

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-Il a une constante de dissociation, PKA = 8,76 dans l'eau et PKA = 9,4 dans 50% d'alcool.

-C'est une base monoorique, stable entre un pH 3 - 8,5.

-La toxicité du TTX est éliminée par l'action à 2% d'hydroxyde de sodium de sodium.

-Une densité TTX de 1 3768 g / cm a été estimée³. De même, un point d'ébullition de 458,31 ºC a été estimé.

Mécanisme d'action

Bloc de canaux sodium

Le TTX bloque les canaux NA⁺, Empêcher la propagation des potentiels d'action ou des impulsions nerveuses dans des cellules excitables.

En empêchant la propagation des potentiels d'action, le TTX conduit à une paralysie des cellules musculaires qui entraînent la mort des animaux en peu de temps.

Les canaux NA⁺, Comme d'autres canaux ioniques, ce sont des protéines qui traversent la membrane plasmique. Ce sont dépendants de la tension; c'est-à-dire qu'ils sont en mesure de répondre à une variation adéquate de la membrane potentielle avec son ouverture.

Le TTX est une molécule d'environ 8 Å de diamètre, qui est placée à l'extérieur du canal NA⁺; exactement dans la bouche qui donne accès au canal, empêchant l'entrée du na⁺ à travers le même. Il est considéré qu'une seule molécule TTX est suffisante pour bloquer un canal NA⁺.

Paralysie

Le TTX en bloquant l'entrée de Na⁺ empêche la formation de potentiel d'action dans la cellule neuronale, ainsi que sa propagation dans tout l'axone. De la même manière, la formation de potentiels d'action dans les cellules musculaires, une exigence de contraction est empêchée.

Par conséquent, le non-contrat des cellules musculaires se produit leur paralysie. Dans le cas des muscles du diaphragme et des muscles intercostaux, sa paralysie bloque la respiration, provoquant la mort en quelques heures.

Applications

Le TTX à faible dose a une action analgésique chez les patients souffrant de douleur intense non soulagée par les traitements conventionnels. 24 patients souffrent d'un cancer en phase terminale, en les soumettant à 31 cycles de traitement de dose TTX entre 15 et 90 µg / jour.

En conséquence, une réduction cliniquement significative de l'intensité de la douleur a été observée, dans 17 des 31 cycles. Le soulagement de la douleur a persisté pendant deux semaines ou plus. Le TTX a effectivement atténué la douleur sévère et résistante de la plupart des patients cancéreux.

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De plus, la société WEX Pharmaceuticals étudie l'utilisation de la tétrodotoxine pour le traitement de la douleur chez les patients atteints de cancer avancé. Et aussi chez les consommateurs d'opium, afin de réduire la dose consommée du médicament.

Effets sur l'organisme

Paresthésie

Une faible dose de TTX produit des parals. Ces symptômes font également partie des symptômes généraux d'un empoisonnement TTX.

Symptômes

Il y a des contractions musculaires squelettiques dans son intégralité, manifestées par une difficulté dans l'articulation des mots et la déglutition. Les élèves des personnes empoisonnés sont fixes et dilatées. Le plus dramatique est que les gens sont complètement paralysés, mais conscients.

Les signes et symptômes cardiovasculaires se caractérisent par des douleurs thoraciques, une hypotension et une arythmie cardiaque. L'altération respiratoire se manifeste par la difficulté de respiration et de cyanose; c'est-à-dire la couleur de la peau bleuâtre et la cavité buccale.

Dans le système gastro-intestinal, les nausées, les vomissements et la diarrhée sont généralement présentés.

Décès

Le taux de mortalité des personnes qui ont ingéré TTX et n'ont pas été traités, est supérieur à 50%. La mort se produit dans une période entre 4 et 6 heures après l'empoisonnement.

Dans certains cas, la mort peut se produire dans une période aussi courte que 20 minutes. TTX peut faire le décès d'une personne à une dose aussi faible que 1 à 4 mg.

Le fugus: un plat mortel

Dans le passé, le plus grand empoisonnement avec TTX a été causé par l'ingestion de fugus. Fugus est un plat qui est considéré comme une exquisitude des aliments japonais et est préparé avec le poisson en ballon; qui présente sa concentration la plus élevée de TTX dans le foie et dans les gonades.

Actuellement, des contrôles ont été établis pour réduire le risque d'empoisonnement pour cette cause. Les personnes qui traitent le poisson ballon et qui préparent le fugus ont besoin de plusieurs années pour obtenir la compétence qui permet la préparation du plat.

Les références

1. Lac, J., Rodríguez, L. P., Blanc, L., Vieites, J. M., & Cabado, à. g. (2015). Tétrodotoxine, une neurotoxine marine extrêmement puissante: distribution, toxicité, origine et utilisations thérapeutiques. Marine Drugs, 13 (10), 6384-6406. Doi: 10.3390 / MD13106384
2. Centre national d'information sur la biotechnologie. (2019). Tétrodotoxine. Base de données PubChem. CID = 11174599. Récupéré de: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gouvernement
3. Wikipédia. (2019). Tétrodotoxine. Récupéré de: dans.Wikipédia.org
4. Livre chimique. (2017). Tétrodotoxine. Récupéré de: Chemicalbook.com
5. Drogue. (2019). Tétrodotoxine. Récupéré de: Drugbank.CA