Сигуатоксин 1
 | |
| Идентификаторы | |
|---|---|
| Номер CAS | |
| PubChem CID | |
| Chemspider | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Кегг | |
| Чеби | |
| Comptox Dashboard ( EPA ) | |
| Химические и физические данные | |
| Формула | C 60 H 86 O 19 |
| Молярная масса | 1 111 .329 g·mol −1 |
| 3D model ( JSmol ) | |
Сигуатоксин 1 или CTX-1 является токсичным химическим соединением, наиболее распространенным и мощным типом в группе сигуатоксинов . Это большая молекула, состоящая из полициклических полиэфиров , которую можно найти в определенных типах рыб в Тихом океане . Соединение производится Dinoflagellates Gambierdiscus toxicus и передается через пищевую цепь рыбой. Соединение не влияет на рыбу, но токсично для людей.
История
[ редактировать ]До того, как был обнаружен и выявлен и выявлен сигуатоксин, его присутствие в пищевой цепи было выдвинуто гипотезом Randall et al, [ 1 ] который предполагал, что токсин входит в пищевую цепь через травоядную рыбу, которая питается токсичными микроводорожами , а затем передается людям напрямую или проходя через другие плотоядные рыбы. Эта гипотеза была доказана Хелфрихом и Баннером, [ 2 ] который также показал, что токсин не влияет на рыбу, как травоядные, так и плотоядные.
Сигуатоксин-1 был впервые обнаружен в 1967 году Scheuer et al. [ 3 ] При изучении рыбы сигуатера, ответственной за пищевое отравление. Позже в 1977 году Yasumoto и др. Выделили соединение из динофлагеллятов и назвали его сигуатоксином, после чего оно было классифицировано как полиэфирный соединение. В 1980-х и начале 1990-х годов полная структура сигуатоксина-1 была выяснена с использованием ЯМР-спектроскопии , масс-спектрометрии и рентгеновской кристаллографии . [ 4 ] Из-за высокой сложности своей структуры сигуатоксин-1 не был назначен официальным названием IUPAC и обозначается просто как сигуатоксин-1 или CTX-1.
Таким образом, соединение не было обнаружено какого -либо практического использования в повседневной жизни. [ 5 ] Тем не менее, он был показан полезным для исследований натриевых каналов с гибкими каналами напряжения , где его можно использовать в качестве инструмента для изменения проницаемости канала и полярируемости. [ 6 ]
Экосистемное распределение
[ редактировать ]CTX-1 производится динофлагеллятами, называемыми Gambierdiscus toxicus . [ 7 ] Эти динофлагелляты либо свободно текут в воде, либо связаны с различными типами микроводорослей. [ 8 ] Токсин от токсичного токсика Gambierdiscus накапливается в рыбе, которая потребляет эти организмы, и через пищевую цепь токсин в конечном итоге попадает в тело человека. [ 9 ] CTX-1 не может быть полностью удален с рыбы, приготовьте ее. [ 10 ] Токсин встречается у тропических и субтропических коралловых рыб . Как правило, эти рыбы представляют собой крупные рыбы -хищники, такие как угря Moray , Barracudas , Snappers , испанские скумбрии и группировщики . [ 11 ]
Были проведены исследования, свидетельствующие о передаче токсина от беременной матери к плоду, [ 12 ] и от кормящей матери до своего ребенка. [ 13 ] Также были некоторые сообщения о сексуальных партнерах о пациентах, отравляющих сигуатоксин, также испытывают симптомы. [ 14 ]
Симптомы пищевого отравления
[ редактировать ]Употребление рыбы, содержащей достаточно высокую дозу CTX-1, вызывает пищевое отравление сигуатером (CFP). Предполагается, что концентрация рыбы 0,08 мкг/кг достаточно высока, чтобы вызвать клинические симптомы, а концентрации более 0,1 мкг/кг рыбы считаются риском для здоровья. [ 15 ] Существуют различные типы симптомов для CFP: желудочно -кишечный , сердечный , неврологический и невропсихологический симптомы. Симптомы желудочно -кишечного тракта включают тошноту, рвоту, боль в животе и диарею. Эти симптомы обычно начинают проявляться в пределах 6-12 часов после потребления рыбы и спонтанно разрешаются в течение 1-4 дней. [ 7 ] [ 8 ] [ 16 ] Симптомы сердца включают гипотонию и брадикардию . Эти признаки могут привести к необходимости неотложной медицинской помощи. [ 7 ] [ 8 ] [ 16 ] Неврологические и нейропсихологические симптомы обычно становятся заметными после появления желудочно -кишечных симптомов, и они обычно присутствуют в течение двух дней после болезни. Признаки и симптомы включают слабость, зубную боль, ощущение свободных зубов, параестезии , дизестезию , зуд, растерянность, уменьшенную память, сложность концентрации, потоотделение и размытое зрение. Характерным симптомом является холодная аллодиния , когда-то называемая «обращением с горячим холодом», которая характеризуется ненормальным ощущением при прикосновении к холодной воде или объектам. [ 7 ] [ 8 ] [ 16 ]
Механизм действия
[ редактировать ]В нейронной нейронной ткани
[ редактировать ]Одно из наиболее заметных исследований о влиянии P-CTX-1 на нервную ткань Benoit et al. В 1994 году показало, что сигуатоксин-1 может вызывать спонтанные потенциалы действия в миелинизированных лягушках нервных волокнах, которые были устранены путем добавления TTX . [ 17 ] Это позволило исследователям прийти к выводу, что механизм действия P-CTX-1 должен включать в себя зависимые от напряжения (NAV) натриевые каналы. Позже, в 2005 году, аналогичное исследование Birinyi-Strachan et al. Подтвердило эту гипотезу, анализируя влияние P-CTX-1 на возбудимость ганглия дорсального корня крысы . [ 18 ] Это исследование показало, что сигуатоксин-1 может продлить потенциал действия и увеличить послегиперполяризацию клеток.
Также было показано, что P-CTX-1 действует по-разному на TTX-чувствительные и устойчивые к TTX: [ 19 ] В первом он вызывает ток утечки и снижение пиковой амплитуды сигнала , в то время как в последнем он вызывает снижение пиковой амплитуды и повышенную скорость восстановления от инактивации. Эти данные показывают, что различные механизмы действия P-CTX-1May способствуют большим неврологическим симптомам большого разнообразия, поскольку каждый тип нейронной ткани реагирует на сигуатоксин по-разному.
Были проведены дальнейшие исследования для выявления механизма действия P-CTX-1 на NAV-каналы, [ 20 ] [ 21 ] который предполагал прямое взаимодействие между токсином и натриевыми каналами. Однако в 1992 году Льюис опроверг первоначальную гипотезу и показал, что взаимодействие является косвенным, с помощью стимуляции бета1-адренорецепторов . [ 22 ]
В своем исследовании Birinyi-Strachan et al. Также показали, что P-CTX-1 может также блокировать задержку выпрямительного напряжения, закрытые калиевые каналы, в нейронах крыс, что обычно может способствовать общей деполяризации мембраны, длительной потенциала действия, увеличению послегиперполяризации и пониженной пороге Для потенциальной стрельбы. [ 18 ] Эти результаты могут дополнительно объяснить происхождение различных симптомов сигуатера, таких как парестезия или дизестезия.
Также было обнаружено, что CTX-1 выпускает норадреналин и АТФ путем асинхронного сброса преганглионовских периваскулярных аксонов . [ 23 ] CTX-1 продлевает потенциал действия и продолжительность гиперполяризации. В субпопуляции нейронов тонического действия. может быть вызвано потенциальная стрельба для [ 24 ]
В желудочно -кишечном тракте
[ редактировать ]Несмотря на то, что Сигуатер вызывает серьезные желудочно-кишечные проблемы, до сих пор P-CTX-1 не оказывает прямого влияния на пищеварительные системы. наблюдалось морфологических изменений Терао и др. Показали, что в слизистой оболочке или мышечной кишке не , несмотря на тяжелую диарею, обычно наблюдаемую при введении P-CTX-1. [ 25 ] Другие исследования (Lewis et al. 1984, Lewis, Hoy 1983) показали, что P-CTX-1 вызывает ацетил-холина из парасимпатических холинергических нерв высвобождение для дальнейшей нервной деполяризации. [ 25 ]
Токсикокинетика
[ редактировать ]На сегодняшний день было проведено только несколько исследований в области биораспределения и токсикокинетики сигуатоксинов, большинство из которых были проведены у крыс или in vitro .
В исследовании Bottein et al. В 2011 году было показано, что у крыс обнаруживаемые уровни P-CTX-1 наблюдались в печени, мышцах и мозге до 96 часов после внутрибрюшинного и перорального введения. [ 26 ] Терминальные периоды полураспада были зарегистрированы через 112 ч и 82 ч соответственно. Было показано, что основной маршрут экскреции является фекальным , с P-CTX-1 или другими его полярными метаболитами, присутствующими в фекалиях в течение до 4 дней после введения. [ 26 ]
В другой статье предполагается, что сигуатоксины могут быть биотрансформированы in vitro с помощью глюкуронидации . [ 27 ] Однако было показано, что глюкуронидирование не наблюдалось ни для одного из сигуатоксинов, используемых в исследовании (включая P-CTX-1) как крыс, так и человеком, что может указывать на распространенность других путей сопряжения у млекопитающих. [ 27 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фридман М.А., Флеминг Л.Е., Фернандес М., Биенфанг П., Шранк К., Дики Р. и др. (Сентябрь 2008 г.). «Отравление рыб сигутер: лечение, профилактика и управление» . Морские лекарства . 6 (3): 456–479. doi : 10.3390/md20080022 . PMC 2579736 . PMID 19005579 .
- ^ Хелфрих П., Баннер А.Х. (март 1963 г.). «Экспериментальная индукция токсичности сигутер в рыбе посредством диеты» . Природа . 197 (4871): 1025–1026. Bibcode : 1963natur.197q1025h . doi : 10.1038/1971025a0 . ISSN 0028-0836 .
- ^ Scheuer PJ, Takahashi W, Tsutsumi J, Yoshida T (март 1967 г.). «Сигуатоксин: изоляция и химическая природа». Наука . 155 (3767): 1267–1268. Bibcode : 1967sci ... 155.1267s . doi : 10.1126/science.155.3767.1267 . PMID 6018649 .
- ^ Murata M, Legrand AM, Ishibashi Y, Yasumoto T (ноябрь 1989 г.). «Структуры сигуатоксина и его конгенера». Журнал Американского химического общества . 111 (24): 8929–8931. doi : 10.1021/ja00206a032 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Aydın ö, Karaarslan E (2022). «Openai Chatgpt, сгенерированный литературой: цифровой близнец в здравоохранении». SSRN Electronic Journal . doi : 10.2139/ssrn.4308687 . ISSN 1556-5068 .
- ^ Molgo J, Benoit E, Cornella JX, Legrand AM (1992). «Сигуатоксин: инструмент для исследований на натрия-зависимых механизмах». Методы в нейронауках . Тол. 8. Elsevier. С. 149–164. doi : 10.1016/b978-0-12-185266-5.50016-6 . ISBN 978-0-12-185266-5 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый Hungerford JM, Wekell MM (2019-04-04), «Аналитические методы для морских токсинов», Пищевое отравление , Routledge, с. 415–473, doi : 10.1201/9780203752708-16 , ISBN 978-0-203-75270-8
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый Parsons ML, Settlemier CJ, Ballauer JM (сентябрь 2011 г.). «Изучение эпифитной природы Gambierdiscus toxicus, динофлагеллята, участвующего в отравлении рыб сигутер» . Вредные водоросли . 10 (6): 598–605. Bibcode : 2011halga..10..598p . doi : 10.1016/j.hal.2011.04.011 . PMC 3182139 . PMID 21966283 .
- ^ Lehane L, Lewis RJ (ноябрь 2000 г.). «Сигуатер: последние достижения, но риск остается». Международный журнал продовольственной микробиологии . 61 (2–3): 91–125. doi : 10.1016/s0168-1605 (00) 00382-2 . PMID 11078162 .
- ^ Авраам А., Жестер Эль, Гранада Х.Р., Плакас С.М., Дики Р.В. (март 2012 г.). «Карибский профиль сигуатоксина в сырой и приготовленной рыбе, вовлеченной в сигутер» . Пищевая химия . 131 (1): 192–198. doi : 10.1016/j.foodchem.2011.08.059 .
- ^ Фридман М.А., Фернандес М., Бакер Л.К., Дики Р.В., Бернштейн Дж., Шранк К. и др. (Март 2017). «Обновленный обзор отравления рыбой сигуатер: клинический, эпидемиологический, экологический и управление здравоохранением» . Морские лекарства . 15 (3): 72. DOI : 10.3390/MD15030072 . PMC 5367029 . PMID 28335428 .
- ^ Бидл А (май 1997). "Сигуатерский отравление рыбой". Военная медицина . 162 (5): 319–322. doi : 10.1093/milmed/162.5.319 . PMID 9155099 .
- ^ Blythe DG, De Sylva DP (1990-10-24). «Материнское молоко становится токсичным после рыбного праздника». Джама . 264 (16): 2074b - 2074. doi : 10.1001/Jama.264.16.2074b . PMID 2214071 .
- ^ Ланге В.Р., Липкин К.М., Ян Г.С. (1989). «Может ли сигуатер быть заболеванием, передаваемым половым путем?». Журнал токсикологии. Клиническая токсикология . 27 (3): 193–197. doi : 10.3109/155636589090385833 . PMID 2810444 .
- ^ Lehane L, Lewis RJ (ноябрь 2000 г.). «Сигуатер: последние достижения, но риск остается». Международный журнал продовольственной микробиологии . 61 (2–3): 91–125. doi : 10.1016/s0168-1605 (00) 00382-2 . PMID 11078162 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Николсон Г., Льюис Р. (2006-04-06). «Сигуатоксины: циклические полиэфирные модуляторы функции IOIN-канала, управляемой напряжением» . Морские лекарства . 4 (3): 82–118. doi : 10.3390/md403082 . HDL : 10453/6103 . ISSN 1660-3397 .
- ^ Бенуа Э., Легран А.М., Дюбуа Дж. М. (январь 1986 г.). «Влияние сигуатоксина на ток и напряжение зажимало лягушка миелинизированное нервное волокно». Токсикона . 24 (4): 357–364. Bibcode : 1986txcn ... 24..357b . doi : 10.1016/0041-0101 (86) 90195-9 . PMID 2424144 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Birinyi-Strachan LC, Gunning SJ, Lewis RJ, Nicholson GM (апрель 2005 г.). «Блок управляемых напряжением калиевые каналы тихоокеанским сигуатоксином-1 способствует повышенной возбудимости нейронов в сенсорных нейронах крысы». Токсикология и прикладная фармакология . 204 (2): 175–186. Bibcode : 2005toxap.204..175b . doi : 10.1016/j.taap.2004.08.020 . HDL : 10453/4825 . PMID 15808523 .
- ^ Birinyi-Strachan LC, Gunning SJ, Lewis RJ, Nicholson GM (апрель 2005 г.). «Блок управляемых напряжением калиевые каналы тихоокеанским сигуатоксином-1 способствует повышенной возбудимости нейронов в сенсорных нейронах крысы». Токсикология и прикладная фармакология . 204 (2): 175–186. Bibcode : 2005toxap.204..175b . doi : 10.1016/j.taap.2004.08.020 . HDL : 10453/4825 . PMID 15808523 .
- ^ Льюис Р.Дж., Хой О.У., МакГиффин, округ Колумбия (август 1992 г.). «Действие сигуатоксина на человеческие предсердные трабекулы». Токсикона . 30 (8): 907–914. Bibcode : 1992txcn ... 30..907L . doi : 10.1016/0041-0101 (92) 90389-м . PMID 1523682 .
- ^ Льюис Р.Дж., Эндер Р. (ноябрь 1986 г.). «Прямое и косвенное влияние сигуатоксина на предсердие морского пигма и папиллярные мышцы». Архив фармакологии Наунин-Шмидеберга . 334 (3): 313–322. doi : 10.1007/bf00508787 . PMID 2433605 .
- ^ Льюис Р.Дж. (январь 1988 г.). «Отрицательное инотропное и аритмическое влияние высоких доз сигуатоксина на предсердие морской пиггии и папиллярные мышцы». Токсикона . 26 (7): 639–649. Bibcode : 1988txcn ... 26..639L . doi : 10.1016/0041-0101 (88) 90246-2 . PMID 2459809 .
- ^ Brock JA, McLachlan EM, Jobling P, Lewis RJ (октябрь 1995 г.). «Электрическая активность в хвостовой артерии крысы во время асинхронной активации терминалов постганглионного нерва с помощью сигуатоксина-1» . Британский журнал фармакологии . 116 (4): 2213–2220. doi : 10.1111/j.1476-5381.1995.tb15056.x . PMC 1908980 . PMID 8564251 .
- ^ Birinyi-Strachan LC, Gunning SJ, Lewis RJ, Nicholson GM (апрель 2005 г.). «Блок управляемых напряжением калиевые каналы тихоокеанским сигуатоксином-1 способствует повышенной возбудимости нейронов в сенсорных нейронах крысы». Токсикология и прикладная фармакология . 204 (2): 175–186. Bibcode : 2005toxap.204..175b . doi : 10.1016/j.taap.2004.08.020 . HDL : 10453/4825 . PMID 15808523 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Terao K, Ito E, Oarada M, Ishibashi Y, Legrand AM, Yasumoto T (январь 1991 г.). «Световые и электронные микроскопические исследования патологических изменений, индуцированных у мышей с помощью отравления сигуатоксином». Токсикона . 29 (6): 633–643. Bibcode : 1991txcn ... 29..633t . doi : 10.1016/0041-0101 (91) 90056-W . PMID 1926165 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Bottein My, Wang Z, Ramsdell JS (июнь 2011 г.). «Токсикокинетика сигуатоксина P-CTX-1 у крыс после внутрибрюшинного или перорального введения». Токсикология . 284 (1–3): 1–6. Bibcode : 2011toxgy.284 .... 1d . doi : 10.1016/j.tox.2011.02.005 . PMID 21349314 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Gwinn JK, Uhlig S, Ivanova L, Fæste CK, Kryuchkov F, Robertson A (август 2021 г.). «Глюкуронидирование in vitro карибских сигуатоксинов в рыбе: первое сообщение о конъюгативных метаболитах сигуатоксина» . Химические исследования в области токсикологии . 34 (8): 1910–1925. doi : 10.1021/acs.chemrestox.1c00181 . PMC 9215509 . PMID 34319092 .