Tetrodotoksin: struktur, ciri-ciri, kegunaan, efek

Tetrodotoksin (TTX) adalah aminoperhidroquinazolina beracun, ditemukan di hati dan indung telur agar ikan Tetraodontiformes ; termasuk ikan buntal. Ini juga ditemukan di kadal air, cacing pipih ( cacing pipih ), kepiting, gurita cincin biru, dan dalam sejumlah besar bakteri.

Di antara spesies bakteri di mana tetrodotoxin (disingkat TTX) ditemukan, adalah: Vibrio algynolyticus , Pseudoalteromonas tetraodonis , serta bakteri lain dari genus Vibrio dan Pseudomonas. Dari sini bisa ditebak asal usulnya adalah bakteri.

Molekul tetrodotoxin dan salah satu sumber alaminya: ikan buntal. Sumber: Gambar asli (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivative: Capaccio [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Namun, keberadaan kelenjar eksokrin untuk sekresi TTX pada ikan buntal, serta penyimpanannya di kelenjar ludah gurita cincin biru, menunjukkan bahwa hewan tertentu mungkin juga memiliki kemampuan untuk mensintesisnya.

Tetrodotoksin memberikan aksinya pada tubuh dengan memblokir saluran natrium akson saraf dan sel otot rangka dan polos; kecuali untuk sel otot jantung, yang memiliki “gerbang” yang resisten terhadap TTX.

Penyebab utama kematian mendadak pada manusia yang diperantarai oleh TTX adalah aksinya yang melumpuhkan pada otot diafragma dan interkostal; otot yang dibutuhkan untuk bernafas. Oleh karena itu, kematian terjadi dalam beberapa jam, setelah menelan TTX.

Median lethal oral dose (LD50) tetrodotoxin untuk mencit adalah 334 g/kg berat badan . Sedangkan LD50 untuk potasium sianida adalah 8,5 mg/kg. Ini berarti bahwa TTX adalah racun sekitar 25 kali lebih kuat daripada potasium sianida.

Struktur Tetrodotoksin

Struktur molekul tetrodotoxin. Sumber: Benjah-bmm27 [Domain publik]

Gambar atas menunjukkan struktur molekul tetrodotoxin dengan model bola dan batang. Bola merah sesuai dengan atom oksigen, bola biru untuk atom nitrogen, dan bola putih dan hitam untuk hidrogen dan karbon, masing-masing.

Jika Anda berhenti sejenak pada atom O, Anda akan melihat bahwa enam di antaranya ditemukan sebagai gugus hidroksil, OH; oleh karena itu, ada enam gugus OH di pinggiran molekul. Sementara itu, dua atom yang tersisa adalah sebagai jembatan teroksigenasi dalam unit siklik terkondensasi.

Di sisi lain, hampir tidak ada tiga atom nitrogen, tetapi mereka termasuk dalam kelompok yang unik: guanidino. Gugus ini dapat membawa muatan positif jika C = NH memperoleh ion hidrogen, berubah menjadi C = NH 2 + ; karena itu akan terletak di bagian bawah molekul. Sedangkan di bagian atas, bagian atas -OH dapat terdeprotonasi dan sebagai -O .

Dengan demikian, tetrodotoxin dapat memiliki dua muatan ion pada saat yang sama di berbagai wilayah strukturnya; yang, meskipun mungkin tampak rumit, disederhanakan dengan menganggapnya sebagai sangkar.

Sangkar dan jembatan hidrogen

Tetrodotoxin kemudian dapat divisualisasikan sebagai sangkar, karena siklus leburannya mewakili struktur yang kompak. Di atas dikatakan bahwa ia memiliki enam gugus OH di pinggirannya (jika tidak bermuatan negatif), di samping tiga gugus NH yang termasuk dalam gugus guanidino (jika tidak bermuatan positif).

Jadi, secara total, molekul tersebut mampu menyumbangkan hingga sembilan ikatan hidrogen; dan juga, ia dapat menerima jumlah jembatan yang sama, dan dua lagi karena atom oksigen internal dalam siklusnya. Oleh karena itu, sangkar tersebut cukup aktif dalam hal interaksi antarmolekul; Anda tidak bisa “berjalan” tanpa diketahui.

Ini berarti bahwa ada cukup nitrogen atau permukaan teroksigenasi bagi tetrodotoxin untuk berlabuh karena interaksi yang kuat. Faktanya, inilah alasan mengapa ia memblokir saluran natrium, berperilaku seperti sangkar gabus yang mencegah masuknya ion Na + ke dalam sel.

Ciri-ciri Tetrodotoksin

Beberapa ciri-ciri atau sifat tetrodotoxin disebutkan di bawah ini:

-Rumus molekulnya C 11 H 17 N 3 O 8 dan berat molekul 319,27 g / mol.

-TTX dapat dibuat dari ovarium ikan buntal. Setelah homogenisasi, protein diendapkan, dan supernatan dikenakan kromatografi karbon aktif; memperoleh 8-9 g TTX murni per 1.000 g telur ikan.

-TTX dehidrasi adalah bubuk putih, larut dalam air dan asam asetat encer; tetapi praktis tidak larut dalam pelarut organik.

-Ini adalah termostabil, kecuali dalam lingkungan basa. Itu juga tidak stabil ketika dipanaskan hingga 100ºC dalam lingkungan asam.

-Ketika dipanaskan hingga 220 C, warnanya menjadi gelap tanpa membusuk.

-TTX dihancurkan oleh asam kuat dan alkali.

-Ini memiliki konstanta disosiasi, pKa = 8,76 dalam air, dan pKa = 9,4 dalam alkohol 50%.

-Ini adalah basa monoacid, stabil antara pH 3 – 8,5.

Toksisitas -TTX dihilangkan dengan aksi 2% natrium hidroksida selama 90 menit.

-A TTX kepadatan dari 1,3768 g / cm 3 telah diperkirakan . Demikian juga, titik didih 458,31 C telah diperkirakan .

Mekanisme aksi Tetrodotoksin

Blok saluran natrium

TTX memblokir saluran Na + , mencegah penyebaran potensial aksi atau impuls saraf dalam sel yang dapat dirangsang.

Dengan mencegah penyebaran potensial aksi, TTX menyebabkan kelumpuhan sel otot yang menyebabkan kematian hewan dalam waktu singkat.

Kanal Na + , seperti kanal ion lainnya, adalah protein yang melintasi membran plasma. Ini bergantung pada tegangan; yaitu, mereka mampu menanggapi variasi potensial membran yang memadai dengan pembukaannya.

TTX adalah molekul dengan diameter sekitar 8, yang ditempatkan di luar saluran Na + ; tepatnya di mulut yang memberikan akses ke saluran tersebut, mencegah masuknya Na + melaluinya. Satu molekul TTX dianggap cukup untuk memblokir saluran Na + .

Kelumpuhan

TTX dengan menghalangi masuknya Na + mencegah pembentukan potensial aksi di sel saraf, serta propagasinya di sepanjang akson. Dengan cara yang sama, pembentukan potensial aksi dalam sel otot, yang diperlukan untuk kontraksinya, dicegah.

Oleh karena itu, karena sel-sel otot tidak berkontraksi, terjadi kelumpuhan. Dalam kasus otot diafragma dan otot interkostal, kelumpuhan mereka menghalangi pernapasan, menyebabkan kematian dalam beberapa jam.

Kegunaan Tetrodotoksin

TTX dosis rendah memiliki aksi analgesik pada pasien dengan nyeri hebat yang tidak berkurang dengan pengobatan konvensional. 24 pasien yang menderita kanker stadium akhir dirawat, membuat mereka menjalani 31 siklus pengobatan dengan dosis TTX antara 15 dan 90 g / hari.

Akibatnya, penurunan intensitas nyeri yang signifikan secara klinis diamati pada 17 dari 31 siklus. Pereda nyeri bertahan selama dua minggu atau lebih. TTX efektif mengurangi rasa sakit yang parah dan refrakter pada sebagian besar pasien kanker.

Selain itu, perusahaan Wex Pharmaceuticals mempelajari penggunaan tetrodotoxin untuk pengobatan nyeri pada pasien dengan kanker stadium lanjut. Dan juga pada pengguna candu, agar dapat mengurangi dosis obat yang dikonsumsi.

Efek Tetrodotoksin pada tubuh

Paraestesia

Dosis rendah TTX menghasilkan paresthesia, yaitu sensasi kesemutan dan mati rasa di sekitar mulut dan jari tangan dan kaki. Gejala-gejala ini juga merupakan bagian dari gejala umum keracunan TTX.

Gejala

Ada kontraksi otot rangka secara keseluruhan, dimanifestasikan oleh kesulitan dalam mengartikulasikan kata-kata dan menelan. Pupil orang yang keracunan diperbaiki dan melebar. Hal yang paling dramatis adalah orang-orang lumpuh total, tetapi sadar.

Tanda dan gejala kardiovaskular ditandai dengan nyeri dada, hipotensi, dan aritmia jantung. Gangguan pernapasan dimanifestasikan oleh sesak napas dan sianosis; yaitu warna kebiruan pada kulit dan rongga mulut.

Mual, muntah, dan diare sering terjadi pada sistem gastrointestinal.

Kematian

Tingkat kematian orang yang menelan TTX, dan belum diobati, lebih besar dari 50%. Kematian terjadi dalam waktu 4 sampai 6 jam setelah keracunan.

Dalam beberapa kasus, kematian dapat terjadi dalam waktu 20 menit. TTX dapat membunuh seseorang dengan dosis serendah 1 sampai 4 mg.

Fugus: piring mematikan

Di masa lalu, sebagian besar keracunan TTX disebabkan oleh konsumsi fugus. Fugus adalah hidangan yang dianggap sebagai makanan Jepang yang lezat dan disiapkan dengan ikan buntal; yang menyajikan konsentrasi TTX tertinggi di hati dan gonad.

Saat ini, kontrol telah ditetapkan untuk mengurangi risiko keracunan dari penyebab ini. Orang-orang yang mengolah ikan buntal dan yang menyiapkan fugus membutuhkan pelatihan selama beberapa tahun untuk memperoleh keterampilan yang memungkinkan mereka menyiapkan hidangan.

Referensi

  1. Lago, J., Rodríguez, LP, Blanco, L., Vieites, JM, & Cabado, AG (2015). Tetrodotoxin, Neurotoxin Laut yang Sangat Ampuh: Distribusi, Toksisitas, Asal dan Penggunaan Terapi. Narkoba laut, 13 (10), 6384-6406. doi: 10.3390 / md13106384
  2. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2019). Tetrodotoksin. Basis Data PubChem. ID = 11174599. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Wikipedia. (2019). Tetrodotoksin. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
  4. Buku Kimia. (2017). Tetrodotoksin. Diperoleh dari: chemicalbook.com
  5. Bank Obat. (2019). Tetrodotoksin. Diperoleh dari: drugbank.ca

Related Posts