Тетродотоксин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Тетродотоксин
Тетродотоксин формула.png

Tetrodotoxin-3D-balls.png
Tetrodotoxin-3D-stick.png
Общие
Традиционные названия тарихатоксин
Хим. формула C11H17N3O8
Физические свойства
Молярная масса 379,32 г/моль
Термические свойства
Температура
 • плавления 225 °C
 • разложения 225 °C
Классификация
Рег. номер CAS 4368-28-9
PubChem
Рег. номер EINECS 224-458-8
SMILES
InChI
RTECS IO1450000
ChEBI 9506
ChemSpider
Безопасность
ЛД50 0,008 мг/кг (мыши, внутримышечно),
0,008 мг/кг (мыши, интраперитонеально),
0,01 мг/кг (человек, перорально)
Токсичность Чрезвычайно токсичен, сильнейший нейротоксин.
Пиктограммы ECB Пиктограмма «T+: Крайне токсично» системы ECB
NFPA 704
Огнеопасность 1: Следует нагреть перед воспламенением (например, соевое масло). Температура вспышки выше 93 °C (200 °F)Опасность для здоровья 4: Очень кратковременное воздействие может вызвать смерть или крупные остаточные повреждения (например, ртуть, синильная кислота, фосфин)Реакционноспособность 0: Стабильно даже при действии открытого пламени и не реагирует с водой (например, гелий)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
1
4
0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Тетродотоксин — сильный небелковый яд естественного происхождения, нейропаралитического действия. Большое количество тетродотоксина содержится в рыбах из отряда Четырёхзубообразные (Tetraodontiformes), вследствие гастрономического интереса наиболее известна из них рыба иглобрюх (яд есть в печени, молоках и икре); кроме того, яд содержится в икре калифорнийского тритона (Taricha torosa), у ряда бычковых рыб (Gobiidae), в коже и яйцах коста-риканских лягушек рода Ателопы (Atelopus), в тканях краба Atergatis floridus и других животных. Тетродотоксин могут синтезировать многие бактерии; предполагается, что некоторые или все животные получают его от бактерий-симбионтов, обитающих в кишечнике.

Внешний вид[править | править код]

Бесцветные кристаллы

Растворимость (в г/100 г или характеристика):

вода: плохо растворим;

диэтиловый эфир: растворим;

этанол: растворим.

Показатель диссоциации:

рКВ(1) = 8,7 (20 °C, вода)

Токсичность сильно зависит от рН среды: в щелочной среде теряет токсические свойства.

Из жабы Atelopus chiriquiensis был выделен также менее токсичный аналог тетродотоксина — чирикитотоксин.

История[править | править код]

Первый зарегистрированный случай отравления тетродотоксином был описан в бортовом журнале капитана Джеймса Кука от 7 сентября 1774 года[1] и опубликован в его «Путешествии к Южному полюсу и вокруг света» (том II, книга III, глава VIII) в 1777 году. В этот день Кук записал, что он и два его спутника, отец и сын Форстеры, пребывая в Новой Каледонии, попробовали на ужин печень и икру (англ. row) местной тропической рыбы (рода иглобрюхи) и дали внутренности рыбы свинье. К трем часам утра они испытывали чувство сильного онемения и слабости, облегчение наступило лишь после принятия лекарств, в том числе рвотного средства. А свинья была найдена мёртвой. Очевидно, что Кук и его спутники получили умеренную дозу токсина, а свинья, съевшая остатки рыбы, содержащие основную часть токсина, была смертельно отравлена.

Тетродотоксин был открыт японским учёным Тахара в 1906 г. В 1949 г. удалось получить тетродотоксин в кристаллическом виде. Трёхмерную структуру яда установили независимо друг от друга несколько учёных в 1963—1964 гг. — Т. Гото с сотрудниками из Нагойского университета, Р. Вудворд из Гарвардского университета. Интересно, что в 1964 г. из икры и эмбрионов калифорнийского тритона был выделен сильный яд, названный тарихотоксином, который в дальнейшем оказался идентичным тетродотоксину.

Химический синтез[править | править код]

Осуществление полного химического синтеза тетродотоксина, после установления его строения в 60-е годы 20 века, стало своеобразным вызовом для химиков-синтетиков ввиду сложности и необычности структуры молекулы данного соединения. Первый успешный синтез тетродотоксина был выполнен в 1972 году группой учёных в Университете Нагойи и явился, наряду с полным синтезом витамина В12, наиболее значимым достижением синтетической органической химии в 70-е годы 20 века. Первая успешная схема синтеза тетродотоксина включала 29 стадий и имела выход конечного продукта на уровне 0,7% в виде рацемата.  В 2003 году в Университете Нагойи группа учёных осуществила стереонаправленный синтез тетродотоксина, включавший 67 стадий и позволявший получить конечный продукт с выходом на уровне в 1,2%. В том же году химики Стэнфордского университета также сообщили об успешном стереонаправленном синтезе тетродотоксина (32 стадии с выходом конечного продукта в 0,5%)[2].

Механизм действия[править | править код]

Тетродотоксин представляет собой соединение аминопергидрохиназолина с гуанидиновой группой. Гуанидиновая группа по своим размерам и форме похожа на гидратированные ионы натрия и имеет сильную тропность к натриевым каналам нервных волокон. Благодаря подходящей форме молекулы, тетродотоксин закупоривает натриевые каналы, как пробка, в результате чего нервные волокна теряют способность проводить импульсы[3].

Тетродотоксин легко всасывается в кровь и быстро проникает через различные биологические барьеры организма, накапливаясь преимущественно в тканях почек и сердца.

Симптомы острого отравления:

Через 10—45 минут появляются зуд губ, языка и других частей тела, отмечаются обильное слюнотечение, тошнота, рвота, понос, боли в животе. Возникают подергивания мышц, потеря чувствительности кожи, затрудняется глотание, развивается афония. Смерть наступает от паралича дыхательных мышц.

Использование в медицинe[править | править код]

На начальных этапах исследований яд иглобрюха был применен в клинике как мощное обезболивающее средство при лечении тяжелых форм проказы (так называемых нейрогенных форм) и неоперабельных формах опухолевых заболеваний. Были установлены безопасные дозы этого вещества, при которых более четко проявляется его лечебный эффект и практически на нет сводится токсическое действие[3].

В настоящее время в медицине тетродотоксин практически не используется по причине сильной ядовитости (более безопасным для жизни и здоровья блокаторами натриевых каналов являются новокаин и другие местные анестетики). Проведено несколько современных клинических испытаний тетродотоксина как обезболивающего для раковых больных, которые дали неоднозначные результаты.

Широко применяется учеными-биологами для исследования мембран[3].

Ссылки[править | править код]

Биомолекула: Тетродотоксин — история элегантного убийцы

В литературе[править | править код]

  • В книге Дарьи Донцовой «Золотое правило Трехпудовочки» тетродотоксином отравили 5 человек.
  • В рассказе Бенаквисты Тонино "Пицца с площади Италии" тетродотоксином отравляют доставщиков пиццы.

В кино[править | править код]

  • В сериале «Квест» 7 человек отравили этим ядом, введя его в организм.
  • В телесериале «Секретные материалы» (2 сезон 15 серия) тетродотоксин, выделенный из лягушек рода Ателопы (Atelopus), обнаруживают в крови рядового Мак Альпина.
  • В телесериале «Метод Лавровой» в 24 серии тетродотоксином отравили около 50 человек.
  • В фильме «Законопослушный гражданин» Клайд Александр Шелтон отравил тетродотоксином Клэренса Дарби.
  • В фильме «Змей и радуга» активным действующим веществом «порошка для производства зомби» является тетродотоксин.
  • В сериале «Чак».
  • В финале фильма «Изображая жертву» главный герой отравил родственников и свою девушку неправильно приготовленной рыбой фугу.
  • В фильме «Команда-А» Агент ЦРУ Линч устраивает побег из тюрьмы для Джона «Ганнибала» Смита с помощью кубинской сигары, начиненной тетродоксином.
  • В фильме «Суши girl» Героиня с помощью неверно приготовленной рыбы фугу парализует своего давнего врага.
  • В фильме «Первый мститель: Другая война» вещество «Тетродотоксин б» было использовано для замедления сердцебиения Ника Фьюри для инсценировки его смерти на операционном столе.
  • В 71 серии «Следствие вели» врач использует тетродотоксин для совершения грабежей и убийств.
  • В сериале «Кости» 4 сезон 21 сер. — был отравлен Хенк Рейли — зав. отделом египтологи.
  • В аниме «Black Butler: Book Of Murders OVA» — во второй серии упоминается при раскрытии преступления.
  • Во второй части фильма Квентина Тарантино «Убить Билла» упоминается, что член команды «Смертоносные гадюки» — Калифорнийская горная змея (Элли Драйвер) — убила своего мастера Пэй Мея, накормив его мясом ядовитой рыбы фугу, в тканях которой обнаружен тетродотоксин.
  • В Сериале «Кухня» в 100 серии шеф-повар Виктор Баринов и повар Лавров на спор готовили рыбу фугу.
  • В 42-й серии американского телесериала "Коломбо" сюжет построен вокруг отравления убийцей жертвы рыбой фугу.
  • В сериале "Гримм" упоминается, что при помощи тетродотоксина можно организовать "мнимую" смерть
  • В фильме "Призрак в доспехах" (фильм, 2017) Миру приказали убить с помощью этого яда и приступить к разработке нового проекта.
  • В сериале "Выжить после" (второй сезон, первая серия) один из главных героев (Валера) был отравлен тетродоксином при помощи стрелы из арбалета.

Примечания[править | править код]

  1. Clark R. F., Williams S. R., Nordt S. P., Manoguerra A. S. A review of selected seafood poisonings (неопр.) // Undersea Hyperb Med. — 1999. — Т. 26, № 3. — С. 175—184. — PMID 10485519.
  2. Carlos A. Valdez. Chapter 7 - The Total Synthesis of (−)-Tetrodotoxin: A Historical Account // Studies in Natural Products Chemistry / Atta-ur-Rahman. — Elsevier, 2016-01-01. — Т. 47. — С. 235–260.
  3. 1 2 3 Антон Кротов Тетродотоксин: история превращения яда в лекарство // Наука и жизнь. — 2017. — № 7. — С. 25 — 29