Tetrodotoxina

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tetrodotoxina


General
nombres tradicionales taricotoxina
química fórmula C 11 H 17 N 3 O 8
Propiedades físicas
Masa molar 379,32 g/ mol
Propiedades termales
La temperatura
 •  fusión 225°C
 • descomposición 225°C
Clasificación
registro número CAS 4368-28-9
PubChem 6324668
registro Número EINECS 224-458-8
SONRISAS   C(C1(C2C3C(N=C(NC34C(C1OC(C4O)(O2)O)O)N)O)O)O
InChI   InChI=1S/C11H17N3O8/c12-8-13-6(17)2-4-9(19.1-15)5-3(16)10(2.14-8)7(18)11(20, 21-4) 22-5/h2-7,15-20H,1H2,(H3,12,13,14)/t2-,3+,4-,5+,6-,7+,9+,10 -,11+ /m1/s1CFMYXEVWODSLAX-QYIGHCJRSA-N
RTECS IO1450000
CHEBI 9506
ChemSpider 21248349
La seguridad
LD 50 0,008 mg/kg (ratones, IM),
0,008 mg/kg (ratones, ip),
0,01 mg/kg (humanos, po)
Toxicidad Extremadamente tóxico, la neurotoxina más fuerte.
Iconos del BCE
NFPA 704 Diamante de cuatro colores NFPA 704 una cuatro 0
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario.
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La tetrodotoxina es un potente veneno  no proteico de origen natural, de acción neuroparalítica . Una gran cantidad de tetrodotoxina se encuentra en los peces del orden Tetraodontiformes , debido al interés gastronómico, el pez globo es el más famoso de ellos (el veneno se encuentra en el hígado, la leche y el caviar); además, el veneno está contenido en el caviar del tritón californiano ( Taricha torosa ), en una serie de peces gobio ( Gobiidae ), babosas leopardo, de origen británico, especialmente cuando cambian las capas del manto, en la piel y huevos de Ranas costarricenses del género Atelope ( Atelopus ), en tejidos de cangrejo Atergatis floridus y otros animales. Muchas bacterias pueden sintetizar tetrodotoxina; se supone que algunos o todos los animales lo obtienen de bacterias simbiontes que viven en los intestinos.

Apariencia

Cristales incoloros.

Solubilidad (en g/100 g o especificación):

Índice de disociación : pK B(1) = 8,7 (20 °C, agua)

La toxicidad depende fuertemente del pH del medio: en un medio alcalino pierde sus propiedades tóxicas.

Un análogo menos tóxico de la tetrodotoxina, la chiriquitotoxina, también se ha aislado del sapo Atelopus chiriquiensis.

Historia

El primer caso registrado de envenenamiento por tetrodotoxina se describió en el libro de registro del capitán James Cook con fecha del 7 de septiembre de 1774 [1] y se publicó en su Viaje al Polo Sur y la vuelta al mundo (Volumen II, Libro III, Capítulo VIII) en 1777. En este día, Cook registró que él y sus dos compañeros, padre e hijo Forster, mientras estaban en Nueva Caledonia , probaron el hígado y el caviar ( fila inglesa  ) de un pez tropical local (pez globo ) para la cena y dieron el interior del pescado . a un cerdo A las tres de la mañana experimentaron una sensación de entumecimiento y debilidad severos, el alivio llegó solo después de tomar medicamentos, incluido un emético. Y el cerdo fue encontrado muerto. Obviamente, Cook y sus compañeros recibieron una dosis moderada de la toxina, y el cerdo, que comió los restos del pescado, que contenía la mayor parte de la toxina, resultó fatalmente envenenado.

La tetrodotoxina fue descubierta por el científico japonés Tahara en 1906 . En 1949 , se obtuvo tetrodotoxina en forma cristalina. La estructura tridimensional del veneno fue establecida de forma independiente por varios científicos en 1963-1964: T. Goto con colegas de la Universidad de Nagoya , R. Woodward de la Universidad de Harvard . Curiosamente, en 1964 , se aisló un veneno fuerte de los huevos y embriones del tritón californiano, llamado taricotoxina , que más tarde resultó ser idéntico a la tetrodotoxina.

Síntesis química

La implementación de la síntesis química completa de la tetrodotoxina, luego del establecimiento de su estructura en los años 60 del siglo XX, se convirtió en una especie de desafío para los químicos sintéticos debido a la complejidad y estructura inusual de la molécula de este compuesto. La primera síntesis exitosa de tetrodotoxina fue realizada en 1972 por un grupo de científicos de la Universidad de Nagoya y fue, junto con la síntesis completa de la vitamina B12 , el logro más significativo de la química orgánica sintética en los años 70 del siglo XX. El primer esquema exitoso para la síntesis de tetrodotoxina incluyó 29 etapas y tuvo un rendimiento del producto final al nivel de 0,7% como racemato . En 2003, en la Universidad de Nagoya, un grupo de científicos realizó una síntesis estereodirigida de tetrodotoxina, que abarcó 67 etapas y permitió obtener el producto final con un rendimiento del 1,2%. En el mismo año, los químicos de la Universidad de Stanford también informaron sobre la exitosa síntesis estereodirigida de tetrodotoxina (32 pasos con un rendimiento del 0,5 % del producto final) [2] . En 2022, los químicos de la Universidad de Nueva York pudieron sintetizarlo en 22 pasos con un rendimiento del 11 por ciento. [3]

Mecanismo de acción

La tetrodotoxina es un compuesto de aminoperhidroquinazolina con un grupo guanidina . El grupo guanidina es similar en tamaño y forma a los iones de sodio hidratados y tiene una gran afinidad por los canales de sodio de las fibras nerviosas. Debido a la forma apropiada de la molécula, la tetrodotoxina obstruye los canales de sodio como un tapón, lo que hace que las fibras nerviosas pierdan su capacidad de conducir impulsos [4] .

La tetrodotoxina se absorbe fácilmente en la sangre y penetra rápidamente a través de varias barreras biológicas del cuerpo, acumulándose principalmente en los tejidos de los riñones y el corazón.

Síntomas de intoxicación aguda:

Después de 10 a 45 minutos, aparece picazón en los labios, la lengua y otras partes del cuerpo, se nota salivación profusa, náuseas, vómitos, diarrea y dolor abdominal. Hay espasmos musculares, pérdida de sensibilidad de la piel, dificultad para tragar, se desarrolla afonía . La muerte se produce por parálisis de los músculos respiratorios.

Uso médico

En las etapas iniciales de la investigación , el veneno del pez globo se utilizó en la clínica como un poderoso analgésico en el tratamiento de formas graves de lepra (las llamadas formas neurogénicas) y formas inoperables de enfermedades tumorales. Se establecieron dosis seguras de esta sustancia, a partir de las cuales se manifiesta más claramente su efecto terapéutico y se reduce prácticamente a cero el efecto tóxico [4] .

Actualmente, la tetrodotoxina prácticamente no se usa en medicina debido a su fuerte toxicidad (los bloqueadores de los canales de sodio más seguros para la vida y la salud son la novocaína y otros anestésicos locales ). Se han realizado varios ensayos clínicos modernos de tetrodotoxina como analgésico para pacientes con cáncer, con resultados mixtos.

Ampliamente utilizado por biólogos para estudiar membranas [4] .

Enlaces

Biomolécula: Tetrodotoxina - la historia de un asesino elegante

En el cine

Notas

  1. ↑ Clark RF, Williams SR, Nordt SP, Manoguerra AS Una revisión de intoxicaciones por mariscos seleccionadas  (neopr.)  // Undersea Hyperb Med. - 1999. - T. 26 , N º 3 . - S. 175-184 . — PMID 10485519 . Archivado desde el original el 11 de agosto de 2011.
  2. ↑ Carlos A. Valdez. Capítulo 7 - La síntesis total de (-)-tetrodotoxina: un relato histórico  // Estudios en química de productos naturales / Atta-ur-Rahman. — Elsevier, 2016-01-01. - T. 47 . — S. 235–260 . Archivado desde el original el 28 de noviembre de 2019.
  3. ↑ Mikhail Boym Chemists sintetizó veneno para peces fugu en 22 etapas
  4. ↑ 1 2 3 Anton Krotov Tetrodotoxina: la historia de la transformación del veneno en medicina Copia de archivo fechada el 23 de marzo de 2019 en Wayback Machine // Science and Life . - 2017. - Nº 7. - S. 25 - 29
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