Токсин
Токсин – это природный яд [1] производятся метаболической живых клеток организмов или деятельностью . [2] Они встречаются главным образом в виде белков , часто конъюгированных . [3] Этот термин впервые использовал химик-органик Людвиг Бригер (1849–1919). [4] и происходит от слова « токсичный ».
Токсины могут представлять собой небольшие молекулы , пептиды или белки , которые способны вызывать заболевания при контакте или поглощении тканями организма, взаимодействуя с биологическими макромолекулами, такими как ферменты или клеточные рецепторы . Они сильно различаются по своей токсичности : от обычно незначительной (например, пчелы укус ) до потенциально смертельной даже при чрезвычайно низких дозах (например, ботулинический токсин ). [5] [6]
Терминология
[ редактировать ]Токсины часто отличают от других химических агентов строго по их биологическому происхождению. [7]
Менее строгое понимание охватывает природные неорганические токсины, такие как мышьяк . [8] [9] [10] Другие концепции включают синтетические аналоги встречающихся в природе органических ядов, таких как токсины. [11] и может [12] или не может [13] относятся к природным неорганическим ядам. Важно подтвердить использование, если общее понимание имеет решающее значение.
Токсины представляют собой разновидность токсикантов . Термин «токсикант» предпочтителен, когда яд искусственный и, следовательно, искусственный. [14] Человеческую и научную генетическую сборку токсина природного происхождения следует рассматривать как токсин, поскольку он идентичен своему природному аналогу. [15] Спор идет о лингвистической семантике .
Слово токсин не определяет способ доставки (в отличие от яда , токсина, доставляемого через укус, жало и т. д.). Яд — это родственный, но более широкий термин, который охватывает как токсины, так и токсиканты; Яды могут попасть в организм любым путем – обычно при вдыхании , проглатывании или попадании через кожу . Токсин, токсикант и яд часто используются как синонимы, несмотря на эти тонкие различия в определениях. Термин «токсиген» также был предложен для обозначения токсинов, которые доставляются на поверхность тела другого организма без сопутствующей раны . [16]
Довольно неформальная терминология отдельных токсинов относит их к анатомическому месту, где их действие наиболее заметно:
- Генитотоксин повреждает органы мочевыделения или репродуктивные органы.
- Гемотоксин , вызывает разрушение эритроцитов ( гемолиз ).
- Фототоксин , вызывает опасную фоточувствительность.
- Гепатотоксины влияют на печень
- Нейротоксины поражают нервную систему
В более широком смысле токсины можно разделить на экзотоксины , выделяемые организмом, или эндотоксины , которые высвобождаются главным образом при лизисе бактерий .
Биологический
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Май 2021 г. ) |
Термин «биотоксин» иногда используется для явного подтверждения биологического происхождения, а не экологического или антропогенного происхождения. [17] [18] Биотоксины можно классифицировать по механизму доставки как яды (пассивно переносимые при проглатывании, вдыхании или абсорбции через кожу), токсигены (активно переносимые на поверхность цели путем плевания, разбрызгивания или размазывания) или яды (доставляемые через рану). вызванные укусом, ужалением или другим подобным действием). [16] Их также можно классифицировать по источнику, например, грибковые биотоксины , микробные токсины , растительные биотоксины или биотоксины животных. [19] [20]
Токсины, продуцируемые микроорганизмами, являются важными детерминантами вирулентности микроорганизмов , ответственными за патогенность хозяина и/или уклонение от иммунного ответа . [21]
Биотоксины сильно различаются по назначению и механизму действия и могут быть очень сложными ( яд конусной улитки может содержать более 100 уникальных пептидов , воздействующих на определенные нервные каналы или рецепторы). [22]
Биотоксины в природе выполняют две основные функции:
- Хищничество , например, у паука , змеи , скорпиона , медузы и осы .
- Защита, как у пчелы , муравья , термита , медоносной пчелы , осы , ядовитой лягушки-дрозофилы и растений, вырабатывающих токсины.
- Токсины, используемые в качестве защиты у некоторых видов ядовитых древолазов, также могут использоваться в лечебных целях.
Некоторые из наиболее известных типов биотоксинов включают:
- Цианотоксины , вырабатываемые цианобактериями.
- Динотоксины , вырабатываемые динофлагеллятами.
- Некротоксины вызывают некроз (т.е. смерть) клеток, с которыми они сталкиваются. [23] Некротоксины распространяются через кровоток. [ нужна ссылка ] У человека кожа и мышечные ткани. наиболее чувствительны к некротоксинам [ нужна ссылка ] К организмам, обладающим некротоксинами, относятся:
- Коричневый паук-отшельник или паук-скрипка
- Большинство гремучих змей и гадюк вырабатывают фосфолипазу и различные трипсиноподобные . сериновые протеазы
- Слоеный сумматор
- Некротический фасциит (вызванный плотоядной бактерией Streptococcus pyogenes ) – вырабатывает порообразующий токсин.
- Нейротоксины в первую очередь поражают нервную систему животных. Группа нейротоксинов обычно состоит из токсинов ионных каналов , которые нарушают проводимость ионных каналов. К организмам, обладающим нейротоксинами, относятся:
- Паук черная вдова .
- Большинство скорпионов
- Коробчатая медуза
- Элапидные змеи
- Конусная улитка
- осьминог Синекольчатый
- Ядовитая рыба
- Лягушки
- Палифоа коралл
- Различные виды водорослей , цианобактерий и динофлагеллят.
- Миотоксины — это небольшие основные пептиды , обнаруженные в змей и ящериц ядах . Они вызывают повреждение мышечной ткани за счет неферментативного рецепторного механизма. К организмам, обладающим миотоксинами, относятся:
- Цитотоксины токсичны на уровне отдельных клеток либо неспецифически, либо только в определенных типах живых клеток:
- Рицин из клещевины
- Апитоксин медоносных пчел
- Микотоксин Т-2 из некоторых токсичных грибов.
- Кардиотоксин III из китайской кобры .
- Гемотоксин от гадюк
Вооружение
[ редактировать ]Многие живые организмы используют токсины для нападения или защиты. Известно, что относительно небольшое количество токсинов может стать причиной широкомасштабных заболеваний или человеческих жертв. Зачастую они недороги и легко доступны, а в некоторых случаях их можно усовершенствовать вне лаборатории. [24] Поскольку биотоксины действуют быстро и высокотоксичны даже в низких дозах, они могут быть более эффективными, чем химические агенты. [24] В связи с этими факторами крайне важно повышать осведомленность о клинических симптомах отравления биотоксинами и разрабатывать эффективные контрмеры, включая быстрое расследование, реагирование и лечение. [19] [25] [24]
Относящийся к окружающей среде
[ редактировать ]Термин «экологический токсин» иногда может явно включать синтетические загрязнители. [26] такие как промышленные загрязнители и другие искусственно созданные токсичные вещества. Поскольку это противоречит большинству формальных определений термина «токсин», важно подтвердить, что имеет в виду исследователь, встречая этот термин вне микробиологического контекста.
Экологические токсины из пищевых цепей , которые могут быть опасны для здоровья человека, включают:
- Паралитическое отравление моллюсками (PSP) [27] [28] [29]
- Амнестическое отравление моллюсками (ASP) [30] [31]
- Диарейное отравление моллюсками (ДСП) [32] [33]
- Нейротоксическое отравление моллюсками (NSP) [34] [35] [36]
Исследовать
[ редактировать ]В целом, когда ученые определяют количество вещества, которое может быть опасным для людей, животных и/или окружающей среды, они определяют количество вещества, которое может вызвать последствия, и, если возможно, устанавливают безопасный уровень. В Европе Европейское управление по безопасности пищевых продуктов подготовило оценки риска для более чем 4000 веществ в более чем 1600 научных заключениях, а также предоставляет в открытом доступе сводные данные об оценках рисков для здоровья человека, животных и экологических опасностей в своем OpenFoodTox. [37] база данных. [38] [39] Базу данных OpenFoodTox можно использовать для проверки потенциальных новых продуктов на токсичность. [40]
Информационная программа по токсикологии и гигиене окружающей среды (TEHIP) [41] в Национальной медицинской библиотеке США (NLM) поддерживается всеобъемлющий веб-сайт по токсикологии и гигиене окружающей среды, который включает доступ к ресурсам, связанным с токсинами, созданным TEHIP и другими правительственными учреждениями и организациями. [42] Этот веб-сайт содержит ссылки на базы данных, библиографии, учебные пособия и другие научные и ориентированные на потребителя ресурсы. TEHIP также отвечает за сеть токсикологических данных (TOXNET). [43] интегрированная система баз данных по токсикологии и гигиене окружающей среды, которые бесплатно доступны в Интернете.
TOXMAP — это географическая информационная система (ГИС), являющаяся частью TOXNET. [44] TOXMAP использует карты Соединенных Штатов, чтобы помочь пользователям визуально изучать данные из Агентства по охране окружающей среды США (EPA) реестра выбросов токсичных веществ и программ фундаментальных исследований Superfund .
См. также
[ редактировать ]- АрахноСервер
- Бреветоксин
- Кангитоксин
- Детоксикация (альтернативная медицина)
- Зависимость доза-реакция
- Эксайтотоксичность
- Окружающая среда и здоровье
- Экспосома
- Токсин насекомых
- Список высокотоксичных газов
- Список ядовитых растений
- Загрязнение
- Вторичный метаболит
- Токсальбумин
- Токсикофор , особенность или группа внутри молекулы , которая, как считается, отвечает за ее токсические свойства.
- Система токсин-антитоксин
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Харпер, Дуглас. «токсин» . Интернет-словарь этимологии .
- ^ «токсин – определение из онлайн-словаря Merriam-Webster» . Проверено 13 декабря 2008 г.
- ^ «токсин» в Медицинском словаре Дорланда.
- ^ Брейд, Хельмут (1999). Эндотоксин в здоровье и болезни . ЦРК Пресс. ISBN 9780824719449 . OCLC 41299257 .
- ^ Гупта, ПК (2018). Иллюстрированная токсикология с учебными вопросами . Elsevier Inc. ISBN 978-0-12-813213-5 .
- ^ «Диагностика и лечение | Ботулизм» . CDC . 1 июня 2021 года. Архивировано из оригинала 12 апреля 2022 года . Проверено 12 апреля 2022 г.
- ^ Беннетт, Джоан В.; Инамдар, Арати А (2015). «Являются ли некоторые грибковые летучие органические соединения (ЛОС) микотоксинами?» . Токсины . 7 (9). Базель: 3785–3804. дои : 10.3390/toxins7093785 . ПМК 4591661 . ПМИД 26402705 .
- ^ Гудман, Бренда. «Мышьяк в продуктах питания: часто задаваемые вопросы» . ВебМД . Проверено 20 мая 2022 г.
- ^ «Мышьяк в вашей пище. Наши результаты показывают реальную потребность в федеральных стандартах для этого токсина» . Отчеты потребителей . 2012.
- ^ Бинс, Кэролайн (2021). «Как не допустить попадания мышьяка в рис» . Труды Национальной академии наук . 118 (33). Бибкод : 2021PNAS..11813071B . дои : 10.1073/pnas.2113071118 . ПМЦ 8379988 . ПМИД 34380741 . S2CID 236989837 .
- ^ «Кодекс США» . Проверено 20 мая 2022 г.
термин «токсин» означает токсичный материал или продукт растений, животных, микроорганизмов... или рекомбинантную или синтезированную молекулу...
- ^ «Модуль 1: Введение в токсикологию» (PDF) . Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний . Проверено 20 мая 2022 г.
мышьяк, токсичный металл, может встречаться в качестве природного загрязнителя... или... как побочный продукт промышленной деятельности. Если верен второй случай, то такие токсичные вещества относят к токсикантам, а не к токсинам.
- ^ Гольдблат, Йозеф (30 июня 1997 г.). «Конвенция о биологическом оружии – обзор» . Проверено 20 мая 2022 г.
Конвенция применяется ко всем природным или искусственно созданным токсинам, «независимо от их происхождения или метода производства» (Статья I). Таким образом, он охватывает токсины, образующиеся биологическим путем, а также токсины, образующиеся в результате химического синтеза.
- ^ «Разница между токсином и токсикантом (с таблицей)» . 31 октября 2021 г.
- ^ Мерфи-младший; Бишай, В.; Уильямс, Д.; Бача, П.; Боровский, М.; Паркер, К.; Бойд, Дж.; Уотерс, К.; Стром, ТБ (1987). «Генетическая сборка и селективная токсичность слитых белков полипептидных гормонов, связанных с дифтерийным токсином» . Симпозиум Биохимического общества . 53 : 9–23. ПМИД 2847744 .
- ^ Перейти обратно: а б Нельсен, Дэвид Р.; Нисани, Зия; Купер, Аллен М.; Фокс, Джерад А.; Грен, Эрик СК; Корбит, Аарон Г.; Хейс, Уильям К. (2014). «Яды, токсигены и яды: новое определение и классификация токсичных биологических выделений и организмов, которые их используют». Биологические обзоры . 89 (2): 450–465. дои : 10.1111/brv.12062 . ПМИД 24102715 . S2CID 207101679 .
- ^ «Биотоксин – определение из онлайн-словаря Merriam-Webster» . Проверено 13 декабря 2008 г.
- ^ «биотоксин» в Медицинском словаре Дорланда.
- ^ Перейти обратно: а б Редакция, Команда (24 мая 2021 г.). «Токсины: яд в живых клетках и организмах» . Нераскрытые файлы . Проверено 17 июля 2021 г.
- ^ «Биотоксины: что такое биотоксины?» . www.biosciences-labs.bham.ac.uk . Проверено 6 июля 2023 г.
- ^ Профт Т, изд. (2009). Микробные токсины: текущие исследования и будущие тенденции . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-44-8 .
- ^ Робинсон, Сэмюэл Д.; Нортон, Раймонд С. (17 декабря 2014 г.). «Суперсемейства генов конотоксинов» . Морские наркотики . 12 (12): 6058–6101. дои : 10.3390/md12126058 . ПМЦ 4278219 . ПМИД 25522317 .
- ^ Иллюстрированный медицинский словарь Дорланда (32-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс/Эльзевир. 2012. с. 1236. ИСБН 978-1-4160-6257-8 .
- ^ Перейти обратно: а б с Джаник, Эдита; Черемуга, Михал; Салук-Биджак, Джоанна; Биджак, Михал (8 марта 2019 г.). «Биологические токсины как потенциальные инструменты биотерроризма» . Международный журнал молекулярных наук . 20 (5): 1181. doi : 10.3390/ijms20051181 . ISSN 1422-0067 . ПМК 6429496 . ПМИД 30857127 .
- ^ Плюса, Тадеуш (сентябрь 2015 г.). «[Токсины как биологическое оружие]» . Польская лекарственная ртуть . 39 (231): 131–133. ISSN 1426-9686 . ПМИД 26449572 .
- ^ Григг Дж. (март 2004 г.). «Токсины окружающей среды; их влияние на здоровье детей» . Архив болезней в детстве . 89 (3): 244–50. дои : 10.1136/adc.2002.022202 . ПМК 1719840 . ПМИД 14977703 .
- ^ Вале С., Альфонсо А., Виетес М.Р., Ромарис Х.М., Аревало Ф., Ботана А.М., Ботана Л.М. (март 2008 г.). «Оценка in vitro и in vivo эффективности токсина, вызывающего паралитическое отравление моллюсками, и влияние pH экстракции». Аналитическая химия . 80 (5): 1770–6. дои : 10.1021/ac7022266 . ПМИД 18232710 .
- ^ Оикава Х., Фудзита Т., Сайто К., Сатоми М., Яно Ю. (2008). «Разница в уровне накопления токсина паралитического отравления моллюсков между крабами Telmessus acutidens и Charybdis japonica, собранными в Онахаме, префектура Фукусима». Рыболовная наука . 73 (2): 395–403. дои : 10.1111/j.1444-2906.2007.01347.x . S2CID 22926782 .
- ^ Абуабделла Р., Талеб Х., Беннуна А., Эрлер К., Чафик А., Мукрим А. (апрель 2008 г.). «Профиль токсина паралитического отравления моллюсками мидий Perna perna с южного атлантического побережья Марокко». Токсикон . 51 (5): 780–6. дои : 10.1016/j.токсикон.2007.12.004 . ПМИД 18237757 .
- ^ Ван Л, Лян С.Ф., Чжан В.Б., Май К.С., Хуан Ю, Шен Д. (ноябрь 2009 г.). «Токсин, вызывающий амнезию моллюсков, стимулирует транскрипцию CYP1A, возможно, через AHR и ARNT в печени красного морского леща Pagrus major». Бюллетень о загрязнении морской среды . 58 (11): 1643–8. Бибкод : 2009MarPB..58.1643W . doi : 10.1016/j.marpolbul.2009.07.004 . ПМИД 19665739 .
- ^ Ван Л., Вакеро Э., Леан Х.М., Гого-Мартинес А., Родригес Васкес Х.А. (2001). «Оптимизация условий проведения жидкостного хроматографически-электрораспылительного ионизационно-масс-спектрометрического анализа амнестических токсинов отравления моллюсками». Хроматография . 53 (1): С231–35. дои : 10.1007/BF02490333 . S2CID 97937094 .
- ^ Муратиду Т., Каниу-Григориаду И., Самара С., Куимцис Т. (август 2006 г.). «Обнаружение морского токсина окадаиновой кислоты в мидиях во время эпизода диарейного отравления моллюсками (DSP) в заливе Термаикос, Греция, с использованием биологических, химических и иммунологических методов». Наука об общей окружающей среде . 366 (2–3): 894–904. Бибкод : 2006ScTEn.366..894M . doi : 10.1016/j.scitotenv.2005.03.002 . ПМИД 16815531 .
- ^ Дусе Э., Росс Н.Н., Куиллиам М.А. (сентябрь 2007 г.). «Ферментативный гидролиз эстерифицированных токсинов и пектенотоксинов, отравляющих диарейных моллюсков». Аналитическая и биоаналитическая химия . 389 (1): 335–42. дои : 10.1007/s00216-007-1489-3 . ПМИД 17661021 . S2CID 21971745 .
- ^ Поли М.А., Массер С.М., Дики Р.В., Эйлерс П.П., Холл С. (июль 2000 г.). «Нейротоксичное отравление моллюсками и метаболиты бреветоксина: пример из Флориды» . Токсикон . 38 (7): 981–93. дои : 10.1016/S0041-0101(99)00191-9 . ПМИД 10728835 .
- ^ Морохаши А., Сатаке М., Мурата К., Наоки Х., Каспар Х.Ф., Ясумото Т. (1995). «Бреветоксин B3, новый налог бреветоксина, выделенный из perna canaliculus зеленоскорлупных мидий, участвовавший в нейротоксическом отравлении моллюсками в Новой Зеландии». Буквы тетраэдра . 36 (49): 8995–98. дои : 10.1016/0040-4039(95)01969-О .
- ^ Морохаши А., Сатаке М., Наоки Х., Каспар Х.Ф., Осима Ю., Ясумото Т. (1999). «Бреветоксин B4, выделенный из зеленоскорлупных мидий Perna canaliculus, основной токсин, вызывающий нейротоксическое отравление моллюсками в Новой Зеландии». Природные токсины . 7 (2): 45–8. doi : 10.1002/(SICI)1522-7189(199903/04)7:2<45::AID-NT34>3.0.CO;2-H . ПМИД 10495465 .
- ^ «Данные о химической опасности – OpenFoodTox» . Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов . Проверено 27 октября 2019 г.
- ^ Дорн Дж.Л., Ричардсон Дж., Касс Г., Георгиадис Н., Монгииди М., Пасинато Л., Каппе С., Верхаген Х., Робинсон Т. (январь 2017 г.). «OpenFoodTox: токсикологическая база данных EFSA с открытым исходным кодом о химических опасностях в пищевых продуктах и кормах» . Журнал EFSA . 15 (1): e15011. doi : 10.2903/j.efsa.2017.e15011 . ПМК 7009813 . ПМИД 32625280 .
- ^ Рейли Л., Серафимова Р., Партош Ф., Гундерт-Реми У., Кортиньяс Абрахантес Дж., Дорн Х.М., Касс Г.Е. (октябрь 2019 г.). «Тестирование пороговых значений токсикологической опасности с использованием новой базы данных по веществам, связанным с пищевыми продуктами» . Письма по токсикологии . 314 : 117–123. дои : 10.1016/j.toxlet.2019.07.019 . ПМИД 31325634 .
- ^ Пирс Дж. М., Хаксари М., Денкенбергер Д. (апрель 2019 г.). «Предварительное автоматизированное определение съедобности альтернативных продуктов питания: нецелевой скрининг на токсины в концентрате красного кленового листа» . Растения . 8 (5): 110. doi : 10.3390/plants8050110 . ПМК 6571818 . ПМИД 31027336 .
- ^ «Информация об экологическом здоровье и токсикологии» . Национальная медицинская библиотека . Архивировано из оригинала 1 сентября 2018 года . Проверено 29 сентября 2010 г.
- ^ Фонгер Г.К., Строуп Д., Томас П.Л., Векслер П. (январь 2000 г.). «TOXNET: компьютеризированный сборник токсикологической информации и информации о здоровье окружающей среды». Токсикология и промышленное здоровье . 16 (1): 4–6. дои : 10.1177/074823370001600101 . ПМИД 10798381 . S2CID 34029729 .
- ^ «ТОКСНЕТ» . toxnet.nlm.nih.gov . Архивировано из оригинала 14 мая 2019 года . Проверено 29 сентября 2010 г.
- ^ Хохштейн С., Щур М. (24 июля 2006 г.). «TOXMAP: ГИС-шлюз к ресурсам по гигиене окружающей среды» . Ежеквартальный журнал медицинских справочных служб . 25 (3): 13–31. дои : 10.1300/J115v25n03_02 . ПМК 2703818 . ПМИД 16893844 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
