Tetrodotoxin, oft abgekürzt als TTX, ist ein starker neurotoxin ohne bekanntes Gegenmittel. Es hat erfolgreiche Tests eines möglichen Gegenmittels in Mäusen gegeben, aber weitere Tests müssen ausgeführt werden, um Wirkung in Menschen zu bestimmen. Wie man gezeigt hat, hat Fampridine tetrodotoxin Giftigkeit in Tierversuchen umgekehrt. Tetrodotoxin blockiert Handlungspotenziale in Nerven, indem er zur Stromspannung-gated, den schnellen Natriumskanälen in Nervenzelle-Membranen im Wesentlichen gebunden wird, irgendwelche betroffenen Nervenzellen davon abhaltend, durch das Blockieren der im Prozess verwendeten Kanäle zu schießen. Die verbindliche Seite dieses Toxins wird bei der Porenöffnung der Stromspannung-gated Kanal von Na gelegen. Sein Name ist auf Tetraodontiformes, den Namen der Ordnung zurückzuführen, die den pufferfish, porcupinefish, Ozean sunfish oder mola und triggerfish einschließt, dessen mehrere Arten das Toxin tragen. Obwohl tetrodotoxin in diesen Fischen entdeckt und in mehreren anderen Tieren gefunden wurde (z.B. Blau-beringte Krake, rau enthäuteter Wassermolch und Naticidae) es wird wirklich von bestimmten symbiotischen Bakterien, wie Pseudoalteromonas tetraodonis, bestimmten Arten von Pseudomonas und Vibrio, sowie einigen anderen erzeugt, die innerhalb dieser Tiere wohnen.

Sein Mechanismus der Handlung, das auswählende Blockieren des Natriumskanals, wurde endgültig 1964 von Toshio Narahashi und John W. Moore an der Herzog-Universität mit der Rohrzucker-Lücke-Stromspannungsklammer-Technik von Moore gezeigt.

Quellen in der Natur

Tetrodotoxin ist von sich weit unterscheidenden Tierarten, einschließlich Westwassermolche der Klasse Taricha isoliert worden (wo es früher "tarichatoxin" genannt wurde), pufferfish, Kröten der Klasse Atelopus, mehrere Arten von blau-beringten Kraken der Klasse Hapalochlaena (wo es "maculotoxin" genannt wurde), mehrere Seesterne, bestimmter Engelhai, ein polygekleideter Plattwurm, mehrere Arten von Chaetognatha (Pfeil-Würmer), mehrere nemerteans (ribbonworms) und mehrere Arten von Xanthid-Krabben. Das Toxin wird als eine Defensive biotoxin verschiedenartig verwendet, um Raub, oder sowohl als ein Verteidigungs-als auch als Raubgift (die Kraken, chaetognaths und ribbonworms) abzuwehren. Wie man zeigte, waren Tarichatoxin und maculotoxin zu tetrodotoxin 1964 und 1978 beziehungsweise identisch. Das Toxin wird von Bakterien innerhalb von blau-beringten Kraken erzeugt. Die allgemeinsten mit der TTX Produktion vereinigten Bakterien sind Bakterien von Vibrio mit Vibrio alginolyticus, der die allgemeinsten Arten ist. Wie man gezeigt hat, haben Pufferfish, chaetognaths, und nemerteans Vibrio alginolyticus und TTX enthalten. Die Verbindung zwischen diesen Tatsachen und Produktion von TTX in Tieren ist nicht fest gegründet worden, und dort bleibt viel Debatte in der Literatur betreffs, ob die Bakterien aufrichtig die Quelle von TTX in Tieren sind.

Biochemie

Tetrodotoxin bindet dazu, was als Seite 1 des schnellen Natriumskanals der Stromspannung-gated bekannt ist. Seite 1 wird bei der Extracellular-Porenöffnung des Ion-Kanals gelegen. Die Schwergängigkeit irgendwelcher Moleküle zu dieser Seite wird die Funktion des Ion-Kanals provisorisch unbrauchbar machen. Saxitoxin und mehrere der conotoxins binden auch dieselbe Seite.

Der Gebrauch dieses Toxins als eine biochemische Untersuchung hat zwei verschiedene Typen der Natriumskanalgegenwart der Stromspannung-gated in Menschen aufgehellt: der tetrodotoxin-empfindliche Natriumskanal der Stromspannung-gated (TTX-s Kanal von Na) und der tetrodotoxin-widerstandsfähige Natriumskanal der Stromspannung-gated (TTX-r Kanal von Na). Tetrodotoxin bindet zu TTX-s Kanälen von Na mit einer verbindlichen Sympathie von 5-15 nanomolar, während die TTX-r Kanäle von Na TTX mit der niedrigen Mikromahlzahn-Sympathie binden. Nervenzellen, die TTX-r enthalten, Kanäle von Na werden in erster Linie im Herzgewebe gelegen, während Nervenzellen, die TTX-s enthalten, Kanäle von Na den Rest des Körpers beherrschen. Das Vorherrschen von TTX-s Kanälen von Na im Zentralnervensystem macht tetrodotoxin einen wertvollen Agenten dafür, der Nerventätigkeit innerhalb einer Zellkultur zum Schweigen zu bringen.

Das Toxin blockiert den schnellen Strom von Na in menschlichem myocytes (die zusammenziehbaren Zellen der Muskeln), dadurch ihre Zusammenziehung hemmend. Im Vergleich sind die Natriumskanäle in Pacemaker-Zellen des Herzens der langsamen Vielfalt, so werden Handlungspotenziale in den Herzknoten durch die Zusammensetzung nicht gehemmt. Die myocytes im Atrium, die den Hauptpacemaker umgeben, drücken wirklich diesen schnellen Strom von Na aus, und deshalb wird die elektrische Tätigkeit blockiert, und das Herz scheitert zu schlagen.

Das Blockieren von schnellen Kanälen von Na hat potenziellen medizinischen Nutzen im Behandeln eines Herzarrhythmias. Tetrodotoxin hat sich nützlich in der Behandlung des Schmerzes (ursprünglich verwendet in Japan in den 1930er Jahren) von solchen verschiedenen Problemen als Endkrebs, Migränen und Heroin-Abzug erwiesen.

Synthese

Yoshito Kishi u. a. Nagoya Universität, Nagoya, Japan, (jetzt an der Universität von Harvard) haben die erste Gesamtsynthese von D, L-tetrodotoxin 1972 gemeldet. M. Isobe. an der Nagoya Universität, Japan und J. Du hat Bois. an der Universität von Stanford, die Vereinigten Staaten, die asymmetrische Gesamtsynthese von tetrodotoxin 2003 gemeldet. Die zwei 2003-Synthesen haben sehr verschiedene Strategien mit dem Weg von Isobe verwendet, der auf einer Diels-Erle-Annäherung und der Arbeit von Du Bois mit der C-H Band-Aktivierung gestützt ist.

Vergiftung

Tetrodotoxin ist ungefähr 100mal giftiger als Kaliumzyanid. Die Fischvergiftung durch den Verbrauch von Mitgliedern der Ordnung Tetraodontiformes ist äußerst ernst. Die Organe (z.B Leber) des pufferfish können Niveaus von tetrodotoxin enthalten, der genügend ist, um Lähmung des Diaphragmas und Todes wegen des Atmungsmisserfolgs zu erzeugen. Giftigkeit ändert sich zwischen Arten und in verschiedenen Jahreszeiten und geografischen Gegenden, und das Fleisch von vielen pufferfish kann nicht gefährlich toxisch sein. Es ist nicht immer tödlich; aber an nah-tödlichen Dosen kann es eine Person in einem Staat des nahen Todes seit mehreren Tagen verlassen, während die Person bewusst bleibt. Deshalb ist tetrodotoxin eine Zutat in haitianischem Vodou und der nächsten Annäherung von zombieism, eine Idee behauptet worden, die von von Harvard erzogenem ethnobotanist Wade Davis in einer 1983-Zeitung, und in seinem 1985-Buch, Der Schlange und dem Regenbogen verbreitet ist. Diese Idee wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft in den 1980er Jahren abgewiesen, weil die Beschreibungen von Voodoo-Zombies die Symptome nicht vergleichen, die von Opfern der Tetrodotoxin-Vergiftung gezeigt sind, und die angeblichen Ereignisse von auf diese Weise geschaffenen Zombies nicht begründet werden konnten.

Giftigkeit

Die Materielle Sicherheitsdatenplatte für tetrodotoxin verzeichnet die mündliche tödliche Mitteldosis (LD) für Mäuse als 334 μg pro Kg, das Annimmt, dass die tödliche Dosis für Menschen ähnlich, (0.000881 Unzen) von tetrodotoxin 25 Milligramme ist, würde erwartet, eine Person zu töten. Der Betrag musste reichen eine tödliche Dosis durch die Einspritzung, ist 8 μg pro Kg oder etwas mehr als eine Hälfte des Milligramms (0.00002 Unzen) viel kleiner, um eine Person zu töten.

Geschichte

Die ersten registrierten Fälle der Tetrodotoxin-Vergiftung waren vom Klotz von Kapitän James Cook vom 7. September 1774, auf dem Datum Cook seine Mannschaft registriert hat, die etwas lokalen Wendekreis-Fisch (pufferfish) isst, dann hat das Füttern des Bleibens zu den Schweinen an Bord gehalten. Die Mannschaft hat Taubheit und Atemnot erfahren, während die Schweine alle tot am nächsten Morgen gefunden wurden. Im Nachhinein ist es klar, dass die Mannschaft eine milde Dosis von tetrodotoxin erhalten hat, während die Schweine die pufferfish Körperteile gegessen haben, die den grössten Teil des Toxins enthalten, so tödlich vergiftet.

Das Toxin wurde zuerst isoliert und 1909 vom japanischen Wissenschaftler Dr Yoshizumi Tahara genannt.

Symptome und Behandlung

Die Diagnose der Pufferfish-Vergiftung basiert auf dem beobachteten symptomology und der neuen diätetischen Geschichte.

Symptome entwickeln sich normalerweise innerhalb von 30 Minuten der Nahrungsaufnahme, aber können um bis zu vier Stunden verzögert werden; jedoch ist Tod einmal innerhalb von 17 Minuten der Nahrungsaufnahme vorgekommen. Paresthesia der Lippen und Zunge wird von sialorrhea, dem Schwitzen, dem Kopfweh, der Schwäche, der Schlafsucht, incoordination, dem Beben, der Lähmung, cyanosis, aphonia, dysphagia, den Beschlagnahmen, der Atemnot, bronchorrhea, bronchospasm, dem Atmungsmisserfolg, dem Koma und hypotension gefolgt. Symptome von Gastroenteric sind häufig streng und schließen Brechreiz, das Erbrechen, die Diarrhöe und den Unterleibsschmerz ein. Herzarrhythmias kann ganzem Atmungsmisserfolg und kardiovaskulärem Zusammenbruch vorangehen.

Das erste Symptom von der Vergiftung ist eine geringe Taubheit der Lippen und Zunge, zwischen 20 Minuten zu drei Stunden nach dem Essen giftigen pufferfish erscheinend. Das folgende Symptom vergrößert paresthesia im Gesicht und den äußersten Enden, denen von Sensationen der Leichtigkeit oder des Schwimmens gefolgt werden kann. Kopfweh, epigastric Schmerz, Brechreiz, Diarrhöe und/oder das Erbrechen kann vorkommen. Gelegentlich können etwas schnelles Drehen oder Schwierigkeit spazieren zu gehen vorkommen. Die zweite Bühne der Vergiftung vergrößert Lähmung. Viele Opfer sind unfähig sich zu bewegen; sogar das Sitzen kann schwierig sein. Dort vergrößert Atmungsqual. Rede wird betroffen, und das Opfer stellt gewöhnlich Atemnot, cyanosis, und hypotension aus. Lähmungszunahmen und Konvulsionen, geistige Schwächung und Herzarrhythmia können vorkommen. Das Opfer, obwohl völlig gelähmt, kann bewusst und in einigen Fällen bis kurz bevor dem Tod völlig klar sein. Tod kommt gewöhnlich innerhalb von 4 bis 6 Stunden mit einer bekannten Reihe von ungefähr 20 Minuten zu 8 Stunden vor.

Wenn der Patient 24 Stunden überlebt, wird die Wiederherstellung ohne irgendwelche restlichen Effekten gewöhnlich im Laufe mehrerer Tage vorkommen.

Therapie ist unterstützend und auf Symptomen mit dem aggressiven frühen Wetterstrecke-Management basiert. Wenn aufgenommen, kann Behandlung daraus bestehen, den Magen zu entleeren, die Opfer-Aktivkohle fütternd, um das Toxin zu binden, und Standardlebensunterstützungsmaßnahmen ergreifend, um das Opfer zu bewahren, bis sich die Wirkung des Giftes abgenutzt hat. Alpha adrenergic agonists wird zusätzlich zu intravenösen Flüssigkeiten empfohlen, hypotension zu bekämpfen. Reagenzien von Anticholinesterase sind mit dem Mischerfolg verwendet worden. Kein Gegenmittel ist entwickelt und für den menschlichen Gebrauch genehmigt worden; aber ein monoclonal zu tetrodotoxin spezifischer Antikörper ist durch USAMRIID entwickelt worden und wurde gezeigt, wirksam zu sein, um tödliche Wirkung in Murine-Tests zu reduzieren.

Geografische Frequenz der Giftigkeit

Poisonings von tetrodotoxin sind fast mit dem Verbrauch von pufferfish von Wasser der Indo-pazifischen Gebiete exklusiv vereinigt worden. Mehrere berichtete Fälle von poisonings, einschließlich Schicksalsschläge, beteiligten pufferfish vom Atlantischen Ozean, Golf Mexikos und Golf Kaliforniens. Es hat keine ratifizierten Fälle von tetrodotoxicity vom Atlantik pufferfish, Sphoeroides maculatus gegeben; aber in drei Studien waren Extrakte vom Fisch dieser Art in Mäusen hoch toxisch. Mehrere neue Vergiftungen von diesen Fischen in Florida waren wegen saxitoxin, der paralytische Schalentier-Vergiftung mit sehr ähnlichen Symptomen und Zeichen verursacht. Die Trompete-Schale Charonia sauliae ist ins Essen poisonings und die Beweise hineingezogen worden, weist darauf hin, dass es eine tetrodotoxin Ableitung enthält. Es hat gegeben mehrere haben poisonings von mislabelled pufferfish und mindestens einen Bericht einer tödlichen Episode in Oregon gemeldet, als eine Person einen rau enthäuteten Wassermolch Taricha granulosa geschluckt hat.

2009 wurde eine Hauptpanik im Auckland Gebiet Neuseelands befeuert, nachdem mehrere Hunde gestorben sind, Pleurobranchaea maculata (graues Seiten-Gilled seaslug) an Stränden essend. Kinder und Lieblingseigentümer wurden gebeten, Strände zu vermeiden, und Erholungsfischerei wurde auch einige Zeit unterbrochen. Nach der erschöpfenden Analyse wurde es gefunden, dass die Seenacktschnecken tetrodotoxin aufgenommen haben müssen.

Statistische Faktoren

Von 1974 bis 1983 gab es 646 berichtete Fälle von pufferfish, der in Japan mit 179 Schicksalsschlägen vergiftet. Statistiken vom Büro von Tokio von der Sozialen Sozialfürsorge und dem Gesundheitswesen zeigen 20-44 Ereignisse von fugu an, der pro Jahr zwischen 1996 und 2006 im kompletten Land vergiftet, zu 34-64 Krankenhausaufenthalten und 0-6 Todesfällen pro Jahr für eine durchschnittliche Schicksalsschlag-Rate von 6.8 % führend. Der 23 Ereignisse, die innerhalb Tokios zwischen 1993 und 2006 registriert sind, haben nur ein in einem Restaurant, während andere alle beteiligten Fischer stattgefunden, die ihren Fang essen.

Nur einige Fälle sind in den Vereinigten Staaten berichtet worden, und Ausbrüche in Ländern außerhalb des Indo-pazifischen Gebiets sind selten, außer in Haiti, wo, wie man denkt, tetrodotoxin von einigen Gläubigern an der Voodoo-Mythologie der Entwicklung von so genannten Zombie-Giften hilft.

Genetischer Hintergrund ist nicht ein Faktor in der Empfänglichkeit für Tetrodotoxin-Vergiftung. Dieser toxicosis kann vermieden werden, indem er Tierarten nicht verbraucht wird, die bekannt sind, tetrodotoxin, hauptsächlich pufferfish zu enthalten; andere tetrodotoxic Arten werden von Menschen nicht gewöhnlich verbraucht. Die Vergiftung von tetrodotoxin ist von besonderer Gesundheitswesen-Bedeutung in Japan, wo pufferfish "fugu" eine traditionelle Feinheit ist. Es ist bereit und in speziellen Restaurants, wo erzogen und lizenziert verkauft Chefs entfernen sorgfältig die Innereien, um die Gefahr zu reduzieren, zu vergiften. Es gibt Potenzial für misidentification und mislabelling besonders bereiter, eingefrorener Fischprodukte.

Nahrungsmittelanalyse

Die Maus bioassay entwickelt für paralytische Schalentier-Vergiftung (PSP) kann verwendet werden, um tetrodotoxin in pufferfish zu kontrollieren, und ist die aktuelle Methode der Wahl. Eine HPLC Methode mit der Postsäulenreaktion mit Alkali und Fluoreszenz ist entwickelt worden, um tetrodotoxin und seine verbundenen Toxine zu bestimmen. Die alkalischen Degradierungsprodukte können als ihre trimethylsilyl Ableitungen durch die Gasspektrometrie der Chromatographie/Masse bestätigt werden.

Entdeckung in Körperflüssigkeiten

Tetrodotoxin kann im Serum, ganzen Blut oder Urin gemessen werden, um eine Diagnose der Vergiftung in hospitalisierten Patienten zu bestätigen oder bei der forensischen Untersuchung eines Falls der tödlichen Überdosierung zu helfen. Die meisten analytischen Techniken sind mit Masse spectrometric Entdeckung im Anschluss an die flüssige oder chromatografische Gastrennung verbunden.

Regulierung

In den Vereinigten Staaten erscheint tetrodotoxin auf der ausgesuchten Agent-Liste der Abteilung von Gesundheitsdiensten, und Wissenschaftler müssen sich mit HHS einschreiben, um tetrodotoxin in ihrer Forschung zu verwenden. Jedoch sind Ermittlungsbeamte, die weniger als 100 Mg besitzen, von der Regulierung freigestellt.

Siehe auch

• Conotoxin
• Neurotoxin
• Saxitoxin
• Tectin
• Clairvius Narcisse, ein Haitianer hat behauptet, um lebendig unter der Wirkung des Rauschgifts begraben worden zu sein
• Die Schlange und der Regenbogen (Film)

Außenverbindungen

• Tetrodotoxin: wesentliche Daten (1999)
• Tetrodotoxin aus dem Schlechten Programmfehler-Buch an der amerikanischen Website von Bundesbehörde zur Überwachung von Nahrungs- und Arzneimittlel
• Die New York Times, "was auch immer einige Tiere nicht tötet, kann sie totenähnlich" machen
• Amerikanische nationale Bibliothek der Medizin: Gefährliche Substanzen Databank - Tetrodotoxin