Скаритоксин
| |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена
Сигуатоксин 4А; СТХ4А; (52 S )-1,2,54-тридеокси-1,2-дидегидроцигуатоксин
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
| КЕГГ | |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 60 Ч 84 О 16 | |
| Молярная масса | 1 061 .316 g·mol −1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Скаритоксин , сильнодействующее токсичное вещество, представляет собой сигуатоксин с молекулярной формулой C 60 H 84 O 16 . [ 1 ] Скаритоксин также называют сигуаотоксином 4А, CTX4A. [ 1 ] Как и другие сигуатоксины, CTX4A продуцируется динофлагеллятой Gambierdiscus Toxicus и выделяется из ядовитых рыб. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
Название скаритоксина происходит от ядовитой рыбы Scarus gibus , которая теперь известна как семейство Chlorurus gibbus семейства Scaridae. [ 5 ] А именно, сигуатоксины накапливаются у различных видов рыб по пищевой цепи в результате биотрансформации предшественников гамбьертоксинов, продуцируемых Gambierdiscus Toxicus . [ 3 ] Поскольку CTX4A был идентифицирован у Gambierdiscus Toxicus и у рыб-попугаев, первого звена пищевой цепи, был сделан вывод, что Gambierdiscus Toxicus является источником биогенетического происхождения токсинов сигуатер, обнаруженных у рыб. [ 6 ] Цигуатоксины, токсины группы CTX, обычно накапливаются в коже, голове, внутренностях и икре крупных рифовых рыб. [ 7 ]
Поглощение этих рыб с накопленными токсинами группы CTX, морскими биотоксинами, приводит к отравлению сигуатерой (CFP). [ 2 ] Однако отравление скаритоксином недостаточно подробно описано. [ 8 ]
Отравление сигуатерой
[ редактировать ]Отравление рыбой сигуатера (CFP) — клинический синдром, вызываемый употреблением в пищу рыбы, содержащей накопленные сигуатоксины (СТХ), морские биотоксины, вследствие питания токсичными микроводорослями. Традиционные эндемичные регионы сигуатоксичной рыбы включают районы Карибского моря, Тихого и Индийского океанов, но автохтонные вспышки также были зарегистрированы в Европе. [ 5 ] Накопленные сигуатоксины остаются стабильными при различных температурах, то есть они не удаляются при приготовлении или замораживании рыбы. [ 9 ] Кроме того, эти токсины лишены цвета, запаха и вкуса, поэтому их невозможно обнаружить по вкусу или запаху. [ 9 ]
Риск летального исхода от CFP возникает из-за сердечно-дыхательной недостаточности. CFP является наиболее распространенным пищевым отравлением морскими биотоксинами в мире, от которого ежегодно страдают примерно от 10 000 до 50 000 человек. [ 2 ] [ 3 ] С отравлением сигуатерой связано прежде всего употребление в пищу крупных хищных рыб, которые накапливают токсины группы CTX, охотясь на более мелких загрязненных коралловых рифовых рыб. [ 3 ] Однако сигуатоксины редко накапливаются в рыбе в количествах, смертельных для человека, поэтому CFP имеет низкий уровень смертности, но значительно высокий уровень заболеваемости. [ 2 ] [ 4 ]
Метаболизм
[ редактировать ]Как правило, сигуатоксины, продуцируемые возбудителем Gambierdiscus Toxicus, существуют в различных формах в результате биотрансформации при прохождении через пищевую сеть. [ 5 ] В результате биотрансформации и кислотно-катализируемой спиро-изомеризации гамбиэртоксина они возникают в рыбе. [ 5 ] Говорят, что токсины подвергаются биотрансформации в разной степени, но о ее особенностях известно очень мало. Различные пищеварительные стратегии травоядных и плотоядных животных, возможно, влияют на характер биотрансформации токсина через морскую пищевую цепь. [ 10 ]
Симптомы и побочные эффекты
[ редактировать ]Симптомы отравления рыбой сигуатера у человека включают несколько эффектов, в основном желудочно-кишечных , сердечно-сосудистых и неврологических. [ 3 ] Симптомы острого отравления рыбой сигуатера могут проявиться уже через 30 минут после употребления зараженной рыбы. [ 3 ] [ 11 ] Однако в более легких случаях первые симптомы возникают через 24–48 часов. [ 3 ] Первоначальные симптомы могут включать зуд, покалывание и онемение губ, языка, рук, горла и/или ног. [ 11 ] В течение первых 6–17 часов могут возникнуть желудочно-кишечные симптомы, такие как спазмы в животе, тошнота , рвота, диарея и/или красная кожная сыпь ( зуд ). [ 11 ] Эти желудочно-кишечные симптомы сопровождаются неврологическими симптомами, которые становятся заметными через 3–48 часов после употребления зараженной рыбы. [ 9 ] озноб, смена температуры на горячую и холодную, общая слабость, беспокойство, головокружение, одышка, нечеткость зрения, аномальная чувствительность к свету ( светобоязнь ), мышечные боли ( миалгии ) и боли в суставах ( артралгии ). Кроме того, могут возникнуть [ 11 ]
Тяжелые симптомы отравления рыбой сигуатера обычно исчезают через несколько дней, но неврологические симптомы могут сохраняться в течение нескольких месяцев. [ 11 ] Аномально низкое кровяное давление при вставании из положения сидя ( ортостатическая гипотония ) является симптомом СФП, который может наблюдаться. [ 11 ] В тяжелых случаях может быстро развиться мышечный паралич и одышка , что приводит к затруднению дыхания. [ 9 ] Острые случаи, которые перерастают в опасные для жизни последствия (нерегулярное замедление сердцебиения, остановка дыхания , судороги или кома ), развиваются в течение 24 часов. [ 9 ]
Отравление скаритоксином фактически протекает в две стадии. Первый набор симптомов напоминает описанное типичное отравление сигуатерой. Вторая стадия, развивающаяся через пять-десять дней после появления первых симптомов, начинается с нарушения равновесия и выраженной локомоторной атаксии . [ 5 ] Не существует известного противоядия, лекарства или лечения отравления скаритоксином. [ 4 ] [ 5 ] [ 9 ] Медицинская помощь пациентам с CFP состоит из поддерживающей терапии, которая зависит от симптомов, проявляемых у пациента.
Структура
[ редактировать ]Скаритоксин представляет собой довольно крупный жирорастворимый полициклический полиэфирный токсин с молекулярной формулой C 60 H 84 O 16 . [ 3 ] Соединение содержит 31 определенный стереоцентр , один E/Z-центр, и его оптическая активность не указана. [ 12 ] Структура содержит 13 колец, соединенных эфирными связями, которые превращают структуру скаритоксина в жесткую лестничную структуру. [ 8 ] Известно, что благодаря своей жесткости конструкция не подвержена влиянию тепла, кислотных или щелочных условий. [ 8 ]
Механизм действия
[ редактировать ]Скаритоксин, признанный мощным токсином, вызывает разнообразные эффекты в различных биологических системах посредством взаимодействия со специфическими клеточными рецепторами или ионными каналами , тем самым инициируя заметные физиологические изменения. [ 13 ] Исследование семявыносящих протоков морских свинок характеризует выраженное возбуждающее воздействие скаритоксина, что указывает на его взаимодействие с рецепторами или ионными каналами внутри гладкомышечных клеток, провоцируя сокращение мышц и повышенную возбудимость. [ 13 ] Кроме того, исследования вегетативного воздействия скаритоксина на животных предполагают потенциальное взаимодействие с рецепторами или ионными каналами вегетативной нервной системы , используя влияние на такие параметры, как частота сердечных сокращений, сердечная функция и другие вегетативно-контролируемые процессы. [ 14 ] Альтернативные механизмы, включая гипотетический эффект, подобный наперстянке, обусловленный циклопентаноновым кольцом, присутствующим в молекуле скаритоксина, подтверждают это мнение. [ 14 ]
Примечательно, что отдельное исследование показало, что лекарство, используемое для профилактики аритмии , может уменьшить повреждение сердца, вызванное скаритоксином, что подразумевает склонность скаритоксина вызывать аритмии или другие вредные сердечные проявления, возможно, за счет модуляции определенных компонентов в системе электропроводности сердца. [ 15 ]
Механизм действия скаритоксина четко не определен, но, зная, что это сигуатоксин, он, вероятно, будет действовать по тому же механизму. Говорят, что токсин связывает и модулирует активность потенциалзависимых натриевых каналов клеточной мембраны . [ 16 ] Цигуатоксины связываются с альфа-субъединицей в участке 5, что вызывает открытие каналов при мембранном потенциале покоя . [ 16 ] Таким образом, эта активация потенциалзависимых натриевых каналов в клеточных мембранах увеличивает проницаемость ионов натрия, что вызывает деполяризацию мембраны и, следовательно, возникновение спонтанных потенциалов действия . [ 9 ] [ 16 ] В результате в нейрональной ткани снижается скорость проводимости и нейротрансмиссия. [ 16 ]
Токсичность
[ редактировать ]Поскольку история питания рыб и популяция водорослей вызывают отравление сигуатерой, токсичность отдельных рыб очень непредсказуема. [ 2 ] Рыбы, несущие скаритоксин в своей плоти, похоже, не пострадали от него. [ 8 ] Тестирование на скаритоксин у этих рыб не является стандартной практикой, и предотвратить отравление скаритоксином действительно сложно, поскольку токсин не повреждается при нагревании, кислоте или щелочных условиях и не может быть обнаружен по вкусу или запаху.
Летальная доза пятьдесят ( LD 50 ) скаритоксина, введенная мышам внутрибрюшинно, составила 50 микрограммов на килограмм. [ 17 ] Это свидетельствует о выраженной токсичности скаритоксина по отношению к мышам, предположительно обусловленной его разрушительным действием на жизненно важные физиологические механизмы или вредным воздействием на системы органов. [ 17 ] Для среднего человека весом около 70 кг это соответствует 3,5 миллиграммам, следовательно, это показывает, что небольшое количество потенциально может нанести значительный вред людям. Однако непосредственный перевод результатов с мышей на человека не является надежным источником, позволяющим сделать конкретные выводы о токсичности для человека.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б ПабХим. «Скаритоксин» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 14 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Като, Цуёси; Ясумото, Такеши (октябрь 2017 г.). «Количественное определение типичных сигуатоксинов в Тихом океане с использованием количественной спектроскопии ядерного магнитного резонанса» . Морские наркотики . 15 (10): 309. дои : 10.3390/md15100309 . ISSN 1660-3397 . ПМК 5666417 . ПМИД 29023382 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Комиссия EFSA по загрязнителям в пищевой цепи (июнь 2010 г.). «Научное мнение о морских биотоксинах моллюсков - Новые токсины: группа сигуатоксинов» . Журнал EFSA . 8 (6). дои : 10.2903/j.efsa.2010.1627 .
- ^ Jump up to: а б с Фридман, Мелисса А.; Флеминг, Лора Э.; Фернандес, Мерседес; Бьенфанг, Пол; Шранк, Кэтлин; Дики, Роберт; Боттен, Мари-Ясмин; Бэкер, Лоррейн; Айяр, Рам; Вейсман, Ричард; Уоткинс, Шэрон; Гранад, Рэй; Райх, Эндрю (сентябрь 2008 г.). «Отравление рыбой сигуатера: лечение, профилактика и лечение» . Морские наркотики . 6 (3): 456–479. дои : 10.3390/md6030456 . ISSN 1660-3397 . ПМК 2579736 . ПМИД 19005579 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж де Фу, JC; Эгмонд, HP; Спейерс, GJA (февраль 2001 г.). «Отравление рыбой сигуатера: обзор» (PDF) . Отчет RIVM 388802 021 .
- ^ Сатаке, Масаюки; Исибаши, Ёсихико; Легран, Анн-Мари; Ясумото, Такеши (январь 1996 г.). «Выделение и структура цигуатоксина-4А, нового предшественника цигуатоксина, из культур динофлагелляты Gambierdiscus Toxicus и рыбы-попугая Scarus gibbus» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 60 (12): 2103–2105. дои : 10.1271/bbb.60.2103 . ISSN 0916-8451 . ПМИД 9026141 .
- ^ «Наслаждайтесь коралловыми рифовыми рыбами, но помните об отравлении сигуатоксином» . www.cfs.gov.hk. Проверено 14 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Морские биотоксины» . www.фао.орг . Проверено 14 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г «Факты об отравлении рыбой сигуатера» . www.ecdc.europa.eu . 01 февраля 2021 г. Проверено 14 марта 2024 г.
- ^ Льюис, Р.Дж. (январь 2001 г.). «Меняющееся лицо сигуатеры» . Токсикон . 39 (1): 97–106. Бибкод : 2001Txcn...39...97L . дои : 10.1016/s0041-0101(00)00161-6 . ISSN 0041-0101 . ПМИД 10936626 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж «Отравление рыбой сигуатера - симптомы, причины, лечение | NORD» . Rarediseases.org . Проверено 14 марта 2024 г.
- ^ «NCATS Inxight Drugs — СКАРИТОКСИН» . Drugs.ncats.io . Проверено 14 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Тацуми, М.; Кадзивара, А.; Ясумото, Т.; Охизуми, Ю. (декабрь 1985 г.). «Мощное возбуждающее действие скаритоксина на семявыносящие протоки морских свинок, taenia caeci и подвздошную кишку» . Журнал фармакологии и экспериментальной терапии . 235 (3): 783–787. ISSN 0022-3565 . ПМИД 4078732 .
- ^ Jump up to: а б Бойвен, Р.; Бост, Дж.; Рентлер, Дж. Ф. (1983). «[Вегетативные эффекты скаритоксина у кошек и морских свинок. Защита сердца антиаритмическим средством]» . Отчеты заседаний Биологического общества и его филиалов . 177 (2): 203–210. ISSN 0037-9026 . ПМИД 6224540 .
- ^ Легран, AM; Галонье, М.; Баньис, Р. (1982). «Исследование механизма действия сигуатерных токсинов» . Токсикон . 20 (1): 311–315. Бибкод : 1982Txcn...20..311L . дои : 10.1016/0041-0101(82)90233-1 . ISSN 0041-0101 . ПМИД 7080044 .
- ^ Jump up to: а б с д Даррак, Массачусетс (01 января 2014 г.), «Сигуатоксин» , в Векслере, Филиппе (редактор), Энциклопедия токсикологии (третье издание) , Оксфорд: Academic Press, стр. 963–965, ISBN 978-0-12-386455-0 , получено 14 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б «Таблица биологических токсинов» (PDF) . Университет Северного Техаса .