Estrutura da tetrodotoxina, características, usos, efeitos

O Tetrodotoxina (TTX) é um aminoperhidroquina venenoso Tetraodontiforme; Entre eles os balões peixes. Também está no triton, vermes planos (Platelmintos), caranguejos, anéis azuis Octopus e em um grande número de bactérias.

Entre as espécies bacterianas em que está a tetrodotoxina (abreviada como TTX), são: o Vibrio algenolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, bem como em outras bactérias do gênero Vibrio e Pseudomonas. Daqui, pode ser intuído de que sua origem é bacteriana.

A molécula de tetrodotoxina e uma de suas fontes naturais: o peixe do balão. Fonte: Imagem original (GFDL/CC-BY-SA): Liné1Derivative: Capacio [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

No entanto, a presença de glândulas exócrinas para a secreção do TTX no Globe Fish, bem como seu armazenamento nas glândulas salivares do polvo de anéis azuis, mostrou que certos animais também podem ter a capacidade de sintetizá -lo.

O TTX exerce o corpo em sua ação bloqueando canais de sódio de axônios neuronais e células do músculo esquelético e liso; Exceto células musculares cardíacas, que têm "portões" resistentes ao TTX.

A principal causa da morte súbita do homem mediada pelo TTX é sua ação paralisante no diafragma e nos músculos intercostais; músculos necessários para respirar. Portanto, a morte ocorre em poucas horas, após a ingestão de TTX.

A dose oral letal média (LD50) da tetrodotoxina de camundongos é de 334 µg/kg de peso. Enquanto isso, o LD50 para o cianeto de potássio é de 8,5 mg/kg. Isso significa que o TTX é um veneno, aproximadamente 25 vezes mais poderoso que o cianeto de potássio.

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Estrutura da tetrodotoxina

Estrutura molecular da tetrodotoxina. Fonte: Benjah-BMM27 [Domínio Público]

A imagem superior mostra a estrutura molecular da tetrodotoxina com um modelo de esferas e barras. As esferas vermelhas correspondem a átomos de oxigênio, átomos de nitrogênio e pretos e pretos para hidrogênios e carbonos, respectivamente.

Se parar por um momento nos átomos de O, será visto que seis deles são encontrados como grupos hidroxila, OH; Portanto, existem seis grupos de OH na periferia da molécula. Enquanto isso, os dois átomos restantes são como pontes oxigenadas em unidades cíclicas condensadas.

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Por outro lado, quase existem três átomos de nitrogênio, mas eles pertencem a um grupo único: o Guanidino. Este grupo pode carregar uma carga positiva se C = NH vencer um íon hidrogênio, transformando -se em C = NH₂⁺; Portanto, estaria localizado na parte inferior da molécula. Enquanto na parte superior, o -oh acima pode ser desprotegido e ser como -o^-.

Assim, a tetrodotoxina pode ter duas cargas iônicas ao mesmo tempo em diferentes regiões de sua estrutura; o que, embora possa parecer intrincado, é simplificado quando uma gaiola é considerada.

Gaiola e pontes de hidrogênio

A tetrodotoxina pode então ser visualizada como uma gaiola, uma vez que seus ciclos fundidos representam uma estrutura compacta. Acima, foi dito que ele tem seis grupos de OH em sua periferia (se ele não tiver carga negativa), além de três grupos NH pertencentes ao grupo Guanidino (se ele não tiver cobrança positiva).

No total, então, a molécula é capaz de doar até nove pontes de hidrogênio; E também, você pode aceitar o mesmo número de pontes e mais dois por causa dos átomos internos de oxigênio em seus ciclos. Portanto, essa gaiola é bastante ativa em termos de interações intermoleculares; Você não pode "andar" lá sem perceber.

Isso significa que existe uma superfície nitrogênio ou oxigenada para que a tetrodotoxina esteja ancorada devido a interações fortes. De fato, é por isso que ele bloqueia os canais de sódio, se comportando como um canto que impede o passe de Íon⁺ Dentro das células.

Caracteristicas

Algumas características ou propriedades da tetrodotoxina são mencionadas abaixo:

-Sua fórmula molecular C_onzeH₁₇N₃QUALQUER₈ e um peso molecular de 319,27 g/mol.

-Você pode preparar o TTX dos ovários do peixe de balão. Depois de homogeneizá -los, as proteínas precipitam e o sobrenadante é submetido a uma cromatografia de carbono ativada; obtendo 8-9 g de TTX puro por 1.000 g de ovas de peixe.

-O TTX desidratado é um pó branco, solúvel em água e ácido acético diluído; Mas praticamente insolúvel em solventes orgânicos.

-É termoestável, exceto em um meio alcalino. Também é instável quando 100 ºC são aquecidos em um meio ácido.

-Quando aquecido a 220 ºC, ele escurece sem decompor.

-O TTX é destruído por ácidos fortes e álcalis.

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-Tem uma constante de dissociação, pka = 8,76 em água e pka = 9,4 em 50 % de álcool.

-É uma base monóorica, estável entre um pH 3 - 8,5.

-A toxicidade do TTX é eliminada pela ação de hidróxido de sódio a 2 % de sódio.

-Uma densidade TTX de 1.3768 g/cm foi estimada³. Da mesma forma, um ponto de ebulição de 458,31 ºC foi estimado.

Mecanismo de ação

Bloco de canal de sódio

O TTX bloqueia os canais de Na⁺, impedindo a propagação de potenciais de ação ou impulsos nervosos em células excitáveis.

Ao impedir a propagação dos potenciais de ação, o TTX leva a uma paralisia de células musculares que levam à morte de animais em pouco tempo.

Os canais de Na⁺, Como outros canais iônicos, eles são proteínas que cruzam a membrana plasmática. Estes são dependentes de tensão; isto é, eles são capazes de responder a uma variação adequada da membrana em potencial com sua abertura.

O TTX é uma molécula de aproximadamente 8 Å de diâmetro, que é colocada fora do canal de Na⁺; exatamente na boca que dá acesso ao canal, impedindo a entrada do NA⁺ através do mesmo. Considera -se que uma única molécula TTX é suficiente para bloquear um canal de Na⁺.

Paralisia

O TTX bloqueando a entrada de Na⁺ impede a formação do potencial de ação na célula neuronal, bem como sua propagação por todo o axônio. Da mesma forma, a formação de potenciais de ação nas células musculares, um requisito de contração é evitado.

Portanto, não contrair células musculares ocorre sua paralisia. No caso do músculo diafragma e dos músculos intercostais, sua paralisia bloqueia a respiração, causando a morte em poucas horas.

Formulários

Baixa dose TTX tem uma ação analgésica em pacientes com dor intensa não aliviada por tratamentos convencionais. 24 pacientes sofrem de câncer terminal, submetendo -os a 31 ciclos de tratamento da dose de TTX entre 15 e 90 µg/dia.

Como resultado, foi observada uma redução clinicamente significativa na intensidade da dor, em 17 dos 31 ciclos. O alívio da dor persistiu por duas ou mais semanas. O TTX mitigou efetivamente dor intensa e resistente da maioria dos pacientes com câncer.

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Além disso, a Wex Pharmaceuticals Company estuda o uso de tetrodotoxina para tratamento da dor em pacientes com câncer avançado. E também nos consumidores de ópio, a fim de reduzir a dose consumida do medicamento.

Efeitos no organismo

Parestesia

Uma dose baixa de TTX produz paral. Esses sintomas também fazem parte dos sintomas gerais de um envenenamento por TTX.

Sintomas

Existem contrações musculares esqueléticas em sua totalidade, manifestada por uma dificuldade na articulação de palavras e engolir. Os alunos de pessoas envenenadas são fixas e dilatadas. O mais dramático é que as pessoas estão completamente paralisadas, mas conscientes.

Sinais e sintomas cardiovasculares são caracterizados por dor no peito, hipotensão e arritmia cardíaca. A alteração respiratória é manifestada por dificuldade em respirar e cianose; isto é, cor de pele azulada e cavidade oral.

No sistema gastrointestinal, náusea, vômito e diarréia são geralmente apresentados.

Morte

A taxa de mortalidade de pessoas que ingeriu TTX e não foram tratadas é maior que 50%. A morte ocorre em um período entre 4 e 6 horas após o envenenamento.

Em alguns casos, a morte pode ocorrer em um período tão curto quanto 20 minutos. O TTX pode causar a morte de uma pessoa em uma dose tão baixa quanto 1 a 4 mg.

O fugus: um prato mortal

No passado, o maior envenenamento com TTX era causado pela ingestão de fugas. Fugus é um prato considerado uma requintabilidade da comida japonesa e é preparada com o peixe de balão; que apresenta sua maior concentração de TTX no fígado e nas gônadas.

Atualmente, os controles foram estabelecidos para reduzir o risco de envenenamento por esta causa. Pessoas que processam o peixe de balão e que preparam os fugas precisam de vários anos para obter a habilidade que permite a preparação do prato.

Referências

1. Lago, j., Rodríguez, l. P., Branco, l., Vieites, J. M., & Cabado, para. G. (2015). Tetrodotoxina, uma neurotoxina marinha extremamente potente: distribuição, toxicidade, origem e usos terapêuticos. Marine Drugs, 13 (10), 6384-6406. Doi: 10.3390/MD13106384
2. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2019). Tetrodotoxina. Banco de dados PubChem. CID = 11174599. Recuperado de: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
3. Wikipedia. (2019). Tetrodotoxina. Recuperado de: em.Wikipedia.org
4. Livro químico. (2017). Tetrodotoxina. Recuperado de: ChemicalBook.com
5. Banco de drogas. (2019). Tetrodotoxina. Recuperado de: Drugbank.AC