Тетродотоксин: действие вещества на организм, применение яда в медицине и кулинарии и его связь с гаитянскими легендами

Рыба Фугу и загадка зомби

Из истории известно, что еще императоры Древней Японии запрещали своим солдатам лакомиться собакой-рыбой, которую в Стране восходящего солнца называют фугу. У нарушивших это правило конфисковывали все имущество. Такой же запрет ввел в своей армии Александр Македонский. Очевидно, что столь cуровые меры воздействия принимались не случайно. Ткани фугу ? печень, икра, молоки, кишечник и кожа — содержат в себе один из самых опасных природных ядов нервно-паралитического действия — тетродотоксин. Смертельная доза его для человека составляет всего 0,00001 г/кг. По своему действию яд в 10 раз превосходит знаменитый кураре и более чем в 400 раз — стрихнин.

Тело фугу имеет округлую форму, лишено чешуи и окрашено в серо-коричневые тона, брюхо белое. На спине и боках видны червеобразные и круглые темные пятна. Челюсти ее с четырьмя долотовидными зубами образуют своеобразный клюв, разделенный посередине швом.

Известно около 90 видов собак-рыб, обитающих в тропических прибрежных и океанических водах. Все они обладают особенностью раздуваться, потому их нередко называют “надувными”. Когда рыбе грозит опасность, она быстро наполняет воздухом или водой специальные полости, имеющиеся в ее теле, и значительно увеличивается в объеме, отпугивая тем самым врагов.

В раздутом состоянии она практически неуязвима. При попытке проглотить живой шар акула, например, быстро погибает с застрявшей в глотке жертвой. Одна из главных причин гибели хищницы — яд тетродотоксин. Птицы погибают от одной икринки. Очевидно, столь сильный токсин нужен рыбе для защиты от врагов и сохранения потомства.

Первое описание признаков отравления тетродотоксином содержатся в дневнике знаменитого английского мореплавателя Джеймса Кука. 8 сентября 1774 года шлюп “Резольюшен” под командованием отважного капитана стоял на якоре у только что открытого острова Новая Каледония. На ужин ему и двум находившимся в составе экспедиции натуралистам подали свежеприготовленную рыбу неизвестного вида. В своем дневнике Кук записал: “Процедура описания рыбы и ее зарисовки отняли так много времени, что уже было слишком поздно; на стол подали только печень и молоки, к которым оба Форстера (отец и сын — натуралисты. — Прим. авт.) и я едва притронулись. Около трех или четырех часов утра мы почувствовали небывалую слабость во всех членах, сопровождаемую таким ощущением, будто окоченевшие на морозе руки и ноги сразу попали в огонь. Я уже почти ничего не чувствовал и даже утратил способность соизмерять тяжесть тел: кружка воды емкостью в одну кварту и перо казались в моей руке одинаково тяжелыми… Одна из свиней, съевшая внутренности, околела”.*

В этом повествовании, как утверждают специалисты, очень точно переданы основные признаки отравления, из которых видно, что яд оказывает парализующее действие на нервную систему. Вначале он вызывает потерю чувствительности, а затем и подвижности языка, кончиков пальцев рук и ног. Вслед за этим у человека затрудняется глотание, становится трудно дышать. Вскоре паралич охватывает все тело. Смерть наступает от остановки дыхания. Более 60 процентов людей при интоксикации рыбой-собакой погибают в течение первых суток. *Второе кругосветное плавание капитана Джеймса Кука. Плавание к Южному полюсу и вокруг света в 1772?1775 гг. М.: Географгиз. 1964. С. 304.

Спустя 166 лет после описанного события было установлено, что продегустированная Куком и его спутниками рыба называлась Pleuranacanthus seleratus, она относилась к семейству скалозубых рыб, или тетродонтид.

Отравление скалозубыми рыбами стало предметом интенсивного изучения. В 1909 году японский исследователь Тахара выделил активное начало из тканей этих рыб и назвал его тетродотоксином, то есть токсином, находимым у рыб семейства тетродонтид. Однако только спустя 40 лет удалось получить тетродотоксин в кристаллическом виде. Трехмерная структура яда была установлена независимо друг от друга несколькими учеными в 1963?1964 гг. (Т. Гото и сотрудники из Нагойского университета, Р. Вудворт из Гарвардского университета).

Небезынтересно отметить, что для получения 10 г тетродотоксина японскому ученому Тсуда (1967) пришлось переработать одну тонну яичников фугу. Этот яд представляет собой соединение аминопергидрохиназолина с гуанидиновой группой. В 1972 году был произведен синтез мощного яда группой японских исследователей, подтвердивший правильность его структуры.

Тетродотоксин обладает чрезвычайно высокой биологической активностью. Средняя смертельная (летальная) доза (DL50) этого яда, при которой погибает 50 процентов подопытных животных, для мышей при внутрибрюшном введении составляет всего 10 мкг/кг.

Ведущими признаками отравления тетродотоксином у животных являются быстро наступающее понижение тонуса сосудов (гипотензия), угнетение дыхания, паралич скелетной мускулатуры. Резкое падение артериального давления наступает в результате паралича гладкой мускулатуры сосудистой стенки. Нарушение функции дыхания имеет либо периферическую природу (паралич дыхательных мышц), либо связано с угнетающим действием токсина на дыхательный центр.

В основе патологического действия тетродотоксина на организм человека и животных лежит его способность блокировать проведение нервного импульса в возбудимых тканях (нервных и плечных), чем и обусловлены разнообразные фармакологические эффекты яда.

Элементарное звено механизма нервной передачи — нервная клетка, нейрон. Проведение нервного импульса идет в три этапа: электрохимически — по аксону, с помощью медиаторного вещества ацетилхолина — в синапсе аксона и аналогичная — в нервно-мышечном синапсе.

Уникальность действия тетродотоксина состоит в том, что он в очень малых концентрациях (10-7 ммоль/л) блокирует восходящий натриевый ток во время развития потенциала действия. Другая его особенность заключается в том, что он воздействует только с наружной стороны мембраны аксона. На основании этого японские исследователи Као и Нишияма (1965) высказали предположение о том, что тетродотоксин, гуанидиновая группа которого близка по своим размерам к диаметру гидратированного иона натрия, входит в устье натриевого канала и застревает в нем, превращаясь в хорошо подогнанную пробку. Импульс обрывается.

Надо отметить, что иногда пострадавшие от отравления рыбой-собакой впадают в коматозное состояние, которое, вероятно, обусловлено токсическим действием яда на центральную нервную систему. Нередко такие случаи бывают причиной трагических инцидентов.

Так, например, один из них произошел в конце XIX века в США: отравившийся впал в столь глубокий летаргический сон, что его признали мертвым. В ожидании похорон тело “покойника” поместили на неделю в холодное помещение, где он и ожил незадолго до погребения. По словам пострадавшего, несмотря на паралич, он полностью сохранил способность слышать и понимать происходящее, потому с ужасом ожидал, что его заживо опустят в могилу. В данном случае, по-видимому, имел место паралич только двигательной мускулатуры при сохранении функции дыхания и отсутствии нарушений со стороны высшей нервной деятельности. Бывали случаи, когда люди, отравившиеся фугу и считавшиеся умершими, внезапно восставали из гроба на пути к кладбищу, чем вызывали немалое смятение среди присутствующих.

Зная о необычных свойствах яда фугу на организм человека, гаитянские колдуны издавна используют токсичные ткани этой рыбы для приготовления “порошка зомби”.

Известно, что в 1731 году почти 500 тысяч чернокожих рабов были доставлены с Африканского континента во французскую колонию Таити в Вест-Индии. Среди них были вожди племен, колдуны, свободолюбивые воины — словом, люди, привыкшие не повиноваться, а повелевать. И вот в этой бесправной по отношению к новым хозяевам массе установилась традиционная для африканского общества жесткая иерархическая структура. Однако как могли бывшие лидеры подчинить себе других? У них ведь отсутствовали традиционные атрибуты власти — тюрьмы, суды и прочее.

В этих условиях, по-видимому, и стали использоваться древние психологические приемы устрашения… Просто убийство, само по себе, в ситуации бесправной и жестокой жизни никого испугать не могло. Необходимо было нечто более ужасное, чем смерть. Тут-то и появился феномен зомби — живого покойника.

Тот, кого считали неугодным, внезапно умирал. Его хоронили, соблюдая соответствующие обряды. Однако спустя несколько дней, якобы по указанию свыше, колдун повелевал откопать его — происходил обряд оживления, и бывший покойник начинал новую жизнь. Но теперь он становился зомби — всеми отверженным, приводившим в ужас живым мертвецом.

Загадка этой невероятной метаморфозы остается по сей день нераскрытой. Установлено только, что жертвам подсыпали в пищу порошок зомби, после чего человек уходил в иной мир, однако это была мнимая смерть, почти не отличающаяся от действительной. Основным действующим началом этого снадобья был тетродотоксин.

Однако как может человек с практически полным отсутствием дыхания и сердечной деятельности оставаться под землей несколько суток, а затем восстать из гроба живым? Это остается тайной. Сравнительно недавно отечественные ученые доктор биологических наук А. Маленков и кандидат биологических наук В. Сарбаш высказали по этому поводу довольно интересную гипотезу, давшую возможность приоткрыть занавес загадки.

Оказывается, печень человека, занимая центральное место в регуляции кровотока органов брюшной полости, помимо множества важнейших для всего организма функций, выполняет еще одну. Сосудистая система печени является дополнительным насосом (главный насос кровеносной системы — сердце), перекачивающим кровь от основных органов в общее венозное русло. И это далеко не малая доля общего кровотока, а 30–40 процентов в норме и 50–70 процентов при повышенных нагрузках. Такое “портальное сердце” (то есть связанное с воротной веной, от лат. portalis — воротный) существенно облегчило бы выполнение печенью своих многогранных функций. Тем более что портальная система печени — единственная в организме сосудистая сеть, работающая под очень низким давлением (всего около 10 см вод. ст.).

Известно два состояния жизни человека — бодрствование и сон. Люди, принявшие порошок зомби, переходят в третье состояние. Жизнь в нем поддерживается за счет активации одного из древнейших механизмов — “портального сердца”. Причем для работы последнего не требуется кислород, гладкие мышцы могут работать при его отсутствии многие часы.

Итак, несчастный проглотил порошок зомби, и жизнь еле теплится в его организме. В этих условиях “портальное сердце” играет решающую роль. Вся сердечно-сосудистая система подчиняется ритму работы “портального сердца”, вероятно, следующим образом: при ослаблении деятельности сердца печень депонирует в себе кровь, поступающую из артериальной системы, в результате — в нижней полой вене крови не хватает, и сердцу нечего перекачивать, артериальное давление падает. В следующей фазе печень выбрасывает депонированную кровь в нижнюю полую вену, активизируется сердце, в первую очередь снабжая кровью мозг, что приводит к стимуляции дыхательного центра — человек делает одно-два дыхательных движения. При этом артериальное давление возрастает, далее процесс повторяется. Очевидно, что печень в таком режиме становится водителем общего ритма. Именно такие сердцебиения и дыхание легко не заметить у человека, принявшего порошок зомби, поэтому его считают умершим.

Между тем, несмотря на опасные свойства рыб фугу, по сей день в Стране восходящего солнца существуют специальные рестораны, куда гурманы стремятся попасть именно для того, чтобы отведать яств, сделанных из них и считающихся тончайшим деликатесом. Приготовление блюд из фугу разрешается лишь поварам, прошедшим особую подготовку и имеющим специальную лицензию правительственных органов здравоохранения. Для получения ее кулинар обязан, прежде всего, иметь безукоризненное зрение и хорошее здоровье. Кроме этого, ему приходится сдавать экзамен на умение распознавать разные виды фугу, причем он обязан знать научные названия каждого вида и уметь определять степень ядовитости разных частей рыбы. Более того, специалист по приготовлению блюд из фугу овладевает знаниями по оказанию неотложной помощи в случае своей оплошности, хотя единственное, что может сделать для пострадавшего, — вызвать у него рвоту.

Повара экстракласса подают фугу с особым шиком, нередко украшая свои фирменные изделия ломтиками ее плавников, вырезанными в форме цветка или летящей птицы. Считается, что рыбы-собаки особенно вкусны с ноября по февраль, кроме того, в зимние месяцы содержание яда в их тканях бывает минимальным. Поклонники ядовитого деликатеса утверждают, что на вкус он напоминает цыпленка, но главное — съев его, человек испытывает уникальное ощущение внутреннего комфорта, чувствует тепло во всем теле, некоторое возбуждение, странное покалывание в языке и губах, сопровождающееся легким онемением. Многие состоятельные японцы едят фугу регулярно, каждый раз испытывая при этом легкую эйфорию — у них это считается даже своего рода хобби.

Вероятно, возникающий при этом наркотический эффект и пишется основной причиной, заставляющей людей идти на риск. А опасность действительно велика. Согласно официальной статистике, с 1888 по 1909 годы в Японии зарегистрировано 3106 случаев отравлений фугу, из них 2090 ? с летальным исходом. В среднем за 22 года около 100 смертей в год. Только за один 1947 год было отмечено 470 случаев смертельных интоксикаций, а с 1956 по 1958 год — 715. Из 164 человек, отравившихся в 1963 году, скончалось 32. С 1975 по 1985 год от интоксикации рыбой фугу в Японии погибло более 200 человек.

Отсюда понятно, почему у японцев широкое распространение получила поговорка: “Хочешь есть фугу — прежде напиши завещание!” Вот уж действительно: охота пуще неволи. По мнению ученых, фармакологов и токсикологов, тетродотоксин может найти широкое применение в медицине. Всестороннее и тщательное изучение яда показало, что в определенных дозах (несколько миллионных долей грамма) он снижает у собак и кошек чувствительность к боли. Еще меньшее его количество снижает у животных повышенное кровяное давление.

Выяснилось, что тетродотоксин вмешивается в тонкий механизм функции клеточной мембраны: изменяет ее проницаемость для ионов натрия, блокирует нервно-мышечные пути, оказывает прямое воздействие на гладкие мышцы сосудов и центральную нервную систему. Тетродотоксин легко всасывается в кровь и быстро проникает через различные биологические барьеры организма, накапливаясь преимущественно в тканях почек и сердца.

Установлены безопасные дозы этого вещества, при которых более четко проявляется его лечебный эффект и практически на нет сводится токсическое действие. После проведенных исследований яд фугу был применен в клинике как мощное обезболивающее средство при лечении тяжелых форм проказы (так называемых нейрогенных форм) и неоперабельных формах опухолевых заболеваний.

В настоящее время за рубежом разработаны различные сочетания тетродотоксина с местными анестетиками, а также инъекционные формы хлористоводородной соли тетродотоксина в качестве анестетика.

Доктор Джон Кеана из Орегонского университета (США) утверждает, что недалек тот день, когда на прилавках аптек появится препарат, изготовленный на основе этого яда, абсолютно избавляющий людей от любой боли и не обладающий побочным действием.

Тетродотоксин

Тетродотоксин (ТТХ) является мощным нейротоксином. Его название происходит от Tetraodontiformes, рода, который включает в себя рыбу фугу, дикобраза, обыкновенную луну-рыбу и спинорога; некоторые из этих видов токсичны. Хотя тетродотоксин был обнаружен у этих рыб, а также у некоторых других водных животных (например, у осьминогов с синими кольцами, тритонов с грубой кожей и лунных улиток), он фактически продуцируется некоторыми заражающими или симбиотическими бактериями, такими как Pseudoalteromonas, Pseudomonas и Vibrio и другие виды животных. 1) Тетродотоксин является блокатором натриевых каналов. Он препятствует активации потенциалов действия в нейронах, связываясь с потенциалозависимыми натриевыми каналами, в мембранах нервных клеток и блокируя прохождение ионов натрия (ответственных за повышение фазы потенциала действия) в нейрон. Из-за этого эффекта нервная система не может передавать сообщение и, таким образом, в ответ на нервную стимуляцию мышцы не сгибаются. Механизм его действия, избирательное блокирование натриевого канала, был окончательно продемонстрирован в 1964 году Тошио Нарахаси и Джоном У. Муром из Университета Дьюка с использованием метода фиксации напряжения в сахарозном мостике.

Источники в природе

Помимо их бактериальных видов с наиболее вероятным исходным биосинтетическим происхождением, тетродотоксин был выделен из широко различающихся видов животных, включая:

В 1964 году Мошер и соавт.доказали идентичность тошатоксина и ТТХ, а доказательства идентичности макулотоксина и ТТХ были опубликованы в Science в 1978 году. Синонимичность этих двух токсинов подтверждается в современных отчетах (например, в Pubchem [12] и в современных учебниках токсикологии), хотя исторические монографии, подвергающие этот факт сомнению, перепечатываются. 3) Токсин по-разному используется метазоями: в качестве защитного биотоксина против хищников или в качестве яда для защитыи нападения у хищников (например, у осьминогов, хетогнат и ленточных червей). Хотя токсин действует как защитный механизм, некоторые хищники, такие как обыкновенная подвязочная змея, развили нечувствительность к TTX, что позволяет им охотиться на токсичных тритонов. Ассоциация TTX с потребленными, заражающими или симбиотическими бактериальными популяциями в пределах разновидностей многоклеточного организма, из которых он выделен, является относительно ясной: присутствие бактерий, продуцирующих TTX, в микробиоме многоклеточного определяется методами культивирования, присутствие токсина – с помощью химического анализа и ассоциация бактерий с продукцией ТТХ – с помощью анализа токсичности сред, в которых выращиваются подозреваемые бактерии. Как заявили Лаго и соавт., «имеются убедительные доказательства того, что поглощение бактерий, продуцирующих ТТХ, является важным элементом токсичности ТТХ у морских многоклеточных, которые имеют этот токсин». Бактерии, продуцирующие ТТХ, включают Actinomyces, Aeromonas, Alteromonas, Bacillus, Pseudomonas и Vibrio; у следующих животных были обнаружены определенные виды бактерий:

Читайте также:  Как разводить креветок: особенности выращивания королевских и других видов в домашних условиях

Ассоциация видов бактерий с продукцией токсина недвусмысленна – Лаго и его коллеги заявляют: «одноклеточные симбиотические бактерии были предложены в качестве возможного источника эукариотического ТТХ с помощью экзогенного пути», и Чау и сотрудники отмечают, что «широко распространенное появление ТТХ в филогенетически различных организмах… предполагает, что симбиотические бактерии играют роль в биосинтезе ТТХ» – хотя корреляция была распространена на большинство, но не на все многоклеточные, в которых был идентифицирован токсин. Напротив, в одном случае был обнаружен сбой. В тканях тритона Taricha granulosa с высоким уровнем токсинов (кожа, яичники, мышцы) не были обнаружены ТТХ-продуцирующие бактерии с использованием методов ПЦР 4) , хотя было не все понятно с технической стороной исследования. Критически важным для общего аргумента является то, что Takifugu Rubripes Puffers, захваченные и выращенные в лаборатории на контролируемых диетах без TTX, «теряют токсичность с течением времени», в то время как у культивированных, без TTX Niphobles Takifugu, питающихся TTX-содержащими диетами, наблюдались токсические уровни TTX в печени. Следовательно, поскольку виды бактерий, которые продуцируют ТТХ, широко присутствуют в водных отложениях, веские аргументы приводятся относительно потребления ТТХ и / или ТТХ-продуцирующих бактерий с накоплением и возможной последующей колонизацией и продукцией. Тем не менее, без четких биосинтетических путей (еще не обнаруженных у многоклеточных, но показанных для бактерий) все еще непонятно, накапливает ли многоклеточный организм в себе ТТХ просто благодаря микроорганизмам; остается открытым вопрос, могут ли эти количества быть в достаточной степени объяснены употреблением в пищу, употреблением в пищу плюс колонизацией или каким-либо другим механизмом.

Биохимия

Тетродотоксин связывается с так называемым участком 1 быстрого потенциалозависимого натриевого канала. Участок 1 расположен у внеклеточного отверстия пор ионного канала. Привязка любых молекул к этому участку временно отключает функцию ионного канала, тем самым, блокируя прохождение ионов натрия в нервную клетку (что, в конечном итоге, необходимо для нервной проводимости); неосакситоксин и несколько конотоксинов также связывают этот участок. Использование этого токсина в качестве биохимического зонда позволило выявить два различных типа натриевых каналов, управляемых напряжением, присутствующих у людей: чувствительный к тетродотоксину потенциалзависимый натриевый канал (Na + канал TTX-s) и устойчивый к тетродотоксину потенциалзависимый натриевый канал (TTX-r Na + канал). Тетродотоксин связывается с Na + каналами TTX-s с аффинностью связывания 5–15 нМ, в то время как каналы Na + TTX-r связывают TTX с низкой микромолярной аффинностью. Нервные клетки, содержащие Na + каналы TTX-r, расположены преимущественно в сердечной ткани, в то время как нервные клетки, содержащие Na + каналы TTX-s, доминируют в остальных частях тела. ТТХ и его аналоги исторически были важными агентами для использования в качестве химических инструментальных соединений, при характеристике канала и в фундаментальных исследованиях функции канала. 5) Распространенность Na + каналов TTX-s в центральной нервной системе делает тетродотоксин ценным агентом для подавления нейронной активности в клеточной культуре.

Химический синтез

В 1964 году группа ученых во главе с Робертом Б. Вудвордом выявила структуру тетродотоксина. Структура была подтверждена рентгеновской кристаллографией в 1970 году. Йошито Киши и его коллеги сообщили о первом полном синтезе рацемического тетродотоксина в 1972 году. 6) M. Isobe и соавторы и J. Du Bois сообщили об асимметричном полном синтезе тетродотоксина в 2003 году. В двух синтезах 2003 года использовались совершенно разные стратегии: маршрут Исобе основывался на подходе Дильса-Альдера, а работа Дюбуа использовала активацию связи С–Н. С тех пор методы быстро развивались, и было разработано несколько новых стратегий синтеза тетродотоксина. 7)

Отравление

Токсичность

ТТХ чрезвычайно токсичен. В паспорте безопасности материала для TTX указана средняя летальная доза (ЛД50) для мышей, равная 334 мкг на кг. Для сравнения, пероральная ЛД50 цианида калия для мышей составляет 8,5 мг на кг. Даже перорально ТТХ является более ядовитым, чем цианид. ТТХ еще более опасен при инъекционном введении; количество, необходимое для достижения смертельной дозы инъекционным путем, составляет всего 8 мкг на кг у мышей. Токсин может попасть в тело жертвы при проглатывании, инъекции или вдыхании или через кожу. 8) Отравление, возникающее вследствие потребления рыбы из отряда Tetraodontiformes, является чрезвычайно серьезным. Органы (например, печень) рыбы-фугу могут содержать уровни тетродотоксина, достаточные для того, чтобы вызвать описанный паралич диафрагмы и соответствующую смерть из-за дыхательной недостаточности. Токсичность варьируется в зависимости от вида, а также в разные времена года и в разных географических точках, и мясо многих рыб фугу не может быть опасно токсичным. Механизм токсичности заключается в блокировании быстрых потенциалзависимых натриевых каналов, которые необходимы для нормальной передачи сигналов между телом и мозгом. В результате, TTX вызывает потерю чувствительности и паралич произвольных мышц, включая диафрагму и межреберные мышцы, останавливая дыхание.

История

Терапевтическое использование рыбы фугу (тетраодон) было упомянуто в первой китайской фармакопее (Pen-T ‘so Ching, The Book of Herbs, предположительно, 2838–2698 гг. до н.э. Шеннонгом Бен Чон Цзином, но более вероятна более поздняя дата). Рыбы фугу были классифицированы как имеющие «среднюю» токсичность, но могли оказывать тонизирующее действие при использовании в правильной дозе. Принцип использования – «для остановки судорожных заболеваний». 9) В Pen-T ‘so Kang Mu (Index Herbacea или The Great Herbal by Li Shih-Chen, 1596) некоторые виды рыб Ho-Tun (нынешнее китайское название тетраодона) также были признаны как токсичные, но при правильно подобранной дозе использовались в качестве тоника. Повышенная токсичность тетраодона была отмечена у рыбы, пойманной в море (а не в реке) после марта. Было признано, что наиболее ядовитыми частями рыбы были печень и яйца, но эту токсичность можно было уменьшить путем вымачивания яиц, отметив, что тетродотоксин слабо растворим в воде и растворим при 1 мг / мл в слабокислых растворах. Немецкий врач Энгельберт Кемпфер в своей «Истории Японии» (переведенной на английский и опубликованной в 1727 году) описал, насколько хорошо были известны токсические эффекты рыбы при суициде, и что Император специально запретил солдатам есть эту рыбу. Есть также данные из других источников, что знания о такой токсичности были широко распространены в Юго-Восточной Азии и Индии. Первые зарегистрированные случаи отравления TTX, поражающие жителей Запада, взяты из журналов капитана Джеймса Кука от 7 сентября 1774 года. В тот день Кук записал, что люди из его команды съели некоторых местных тропических рыб (рыба фугу), а затем скормили остатки свиньям, которых держали на борту. Команда почувствовала онемение и одышку, а на следующее утро все свиньи были найдены мертвыми. Оглядываясь назад, ясно, что люди смогли пережить отравление небольшой дозой тетродотоксина, в то время как свиньи съели те части тела рыбы фугу, которые содержат большую часть токсина, таким образом, смертельно отравились. Токсин был впервые выделен и назван в 1909 году японским ученым доктором Йошизуми Тахара. Это был один из веществ, изученных японским подразделением 731, которое в 1930-х годах исследовало биологическое оружие на людях 10) .

Симптомы и лечение

Диагноз отравления рыбой фугу основан на наблюдаемой симптоматике и недавнем рационе питания. Симптомы обычно развиваются в течение 30 минут после приема пищи, но могут быть отсрочены на срок до четырех часов; однако, если доза смертельна, симптомы обычно появляются в течение 17 минут после приема. За парестезией губ и языка следует развитие парестезии в конечностях, слюнотечение, потливость, головная боль, слабость, вялость, нарушение координации движений, тремор, паралич, цианоз, афония, дисфагия и судороги. Желудочно-кишечные симптомы часто проявляются и включают тошноту, рвоту, диарею и боль в животе; смерть обычно наступает в результате дыхательной недостаточности. 11) Нарастает дыхательная недостаточность, нарушается речь, и у жертвы обычно наблюдаются одышка, цианоз, мидриаз и гипотония. Паралич усиливается, и могут возникнуть судороги, умственные нарушения и нарушения ритма сердца. Пострадавший, хотя и полностью парализованный, может быть в сознании, а в некоторых случаях – быть полностью осознанным, незадолго до смерти, которая обычно происходит в течение 4-6 часов (диапазон от

8 часов). Тем не менее, некоторые жертвы впадают в кому. Если пациент выживает в течение 24 часов, выздоровление обычно происходит в течение нескольких дней без каких-либо остаточных эффектов. Терапия является поддерживающей и основана на симптомах, с агрессивным ранним лечением дыхательных путей. В случае попадания яда через рот, лечение может состоять в опорожнении желудка, подаче активированного угля жертве для связывания токсина и принятии стандартных мер жизнеобеспечения, чтобы жертва оставалась в живых до тех пор, пока не прекратится действие яда. Альфа-адренергические агонисты рекомендуются в дополнение к внутривенным жидкостям для борьбы с гипотонией; антихолинэстеразные агенты «были предложены в качестве варианта лечения, но не были должным образом протестированы». 12) Противоядие не было разработано и одобрено для использования человеком, но первичный исследовательский отчет (предварительный результат) указывает на то, что USAMRIID разрабатывает моноклональное антитело, специфичное к тетродотоксину, которое было эффективным в одном исследовании для снижения летальности токсина в тестах на мышах. Географическая частотность токсичности Отравления тетродотоксином почти исключительно связаны с потреблением рыбы фугу из вод районов Индо-Тихого океана, но рыба фуга из других регионов употребляется гораздо реже. Несколько зарегистрированных случаев отравления, в том числе со смертельным исходом, были связаны с рыбой из Атлантического океана, Мексиканского залива и Калифорнийского залива. Не было подтвержденных случаев тетродотоксичности у атлантической рыбы фугу Sphoeroides maculatus, но в трех исследованиях экстракты рыб этого вида были высокотоксичными для мышей. Несколько недавних отравлений от этих рыб во Флориде были вызваны сакситоксином, который вызывает паралитическое отравление моллюсками с очень похожими симптомами и признаками. Рог тритона Charonia sauliae также связан с пищевыми отравлениями, и есть свидетельства того, что он содержит производное тетродотоксина. Было зарегистрировано несколько отравлений от неправильно маркированной рыбы фугу и, по крайней мере, одно сообщение о смертельном эпизоде в штате Орегон, когда человек проглотил Taricha granulosa с грубой кожей 13) . В 2009 году в Окленде, штат Новая Зеландия, произошла серьезная паника после того, как несколько собак погибли на пляжах, съев Pleurobranchaea maculata (серого морского слизня). Детям и владельцам домашних животных советовалось избегать пляжей, и любительская рыбалка также была запрещена на некоторое время. После исчерпывающего анализа было обнаружено, что морские слизни содержали тетродотоксин.

Статистические факторы

Статистические данные Токийского бюро социального обеспечения и общественного здравоохранения указывают на 20–44 случая отравления фугу в год в период с 1996 по 2006 годы по всей стране, что привело к 34–64 госпитализациям и 0–6 смертельным случаям в год, при среднем уровне смертности 6,8%. Из 23 инцидентов, зарегистрированных в Токио в период между 1993 и 2006 годами, только один имел место в ресторане, а остальные были связаны с рыбаками, которые ели свой улов. С 2006 по 2009 год в Японии было 119 инцидентов с участием 183 человек, но только 7 человек погибли. В Соединенных Штатах было зарегистрировано лишь несколько случаев отравления, и вспышки в странах за пределами Индо-Тихоокеанского региона редки. В Гаити тетродотоксин, как полагают, использовался в препаратах вуду, в так называемых зомби-ядах, где последующий тщательный анализ неоднократно ставил под сомнение ранние исследования по техническим причинам и не позволял идентифицировать токсин ни в одном препарате, 14) так что обсуждение этого вопроса практически исчезло из первичной литературы с начала 1990-х годов. Као и Ясумото в первой из своих работ в 1986 году пришли к выводу, что «широко распространенное в непрофессиональной прессе утверждение о том, что тетродотоксин является возбудителем в начальном процессе зомбирования, не имеет фактической основы». Генетика не является фактором предрасположенности к отравлению тетродотоксинами. Отравления можно избежать, если не употреблять в пищу виды животных, о которых известно, что они содержат тетродотоксин, главным образом, рыбу фугу; другие тетродотоксичные виды обычно не потребляются людьми.

Фугу как еда

Отравление тетродотоксином представляет особую проблему для общественного здравоохранения в Японии, где рыба «фугу» – это традиционное лакомство. Рыбу готовят и продают в специальных ресторанах, где обученные и лицензированные повара тщательно удаляют внутренности, чтобы уменьшить опасность отравления. Существует вероятность неправильной идентификации и неправильной маркировки, особенно готовых, замороженных рыбных продуктов. Анализ продуктов питания Биологический анализ на мышах, разработанный для паралитического отравления моллюсками (PSP), может быть использован для мониторинга тетродотоксина у рыбы фугу и является текущим методом выбора. Метод ВЭЖХ с постколоночной реакцией со щелочью и флуоресценцией был разработан для определения тетродотоксина и связанных с ним токсинов. Продукты деградации щелочи могут быть подтверждены как их триметилсилильные производные газовой хроматографией / масс-спектрометрией. Обнаружение в жидкостях организма Тетродотоксин может быть количественно определен в сыворотке, цельной крови или моче для подтверждения диагноза отравления у госпитализированных пациентов или для помощи в судебном расследовании случая смертельной передозировки. Большинство аналитических методов включают масс-спектрометрическое обнаружение после газового или жидкостного хроматографического разделения. Современные терапевтические исследования Тетродотоксин был исследован как возможное средство для лечения боли, связанной с раком. Ранние клинические испытания демонстрируют значительное облегчение боли у некоторых пациентов. В дополнение к упомянутому применению от боли при раке, мутации в одном конкретном TTX-чувствительном Na + канале связаны с некоторыми мигреневыми головными болями, хотя неясно, имеет ли это какое-либо терапевтическое значение для большинства людей с мигренью. 15) Тетродотоксин клинически использовался для облегчения головной боли, связанной с отменой героина.

Правовое регулирование

В США тетродотоксин фигурирует в списке специальных веществ Министерства здравоохранения и социальных служб (HHS), и для того, чтобы использовать тетродотоксин в своих исследованиях, ученые должны зарегистрироваться в HHS. Тем не менее, обладание веществом весом менее 500 мг освобождено от регулирования.

Тетродотоксин: действие вещества на организм, применение яда в медицине и кулинарии и его связь с гаитянскими легендами

1. Азбука токсикологии

Рассмотрим некоторые закономерности действия ядов, составляющие азбуку токсикологии. Сначала, попав в организм, яды вступают во взаимодействие с его биохимическими системами, ответственными за его жизнедеятельность, и в связи с этим вызывают значительные отклонения в их слаженной функции. Не вдаваясь сейчас в рассмотрение причин, лежащих в основе биохимических механизмов первичной токсической реакции (о них мы скажем ниже), остановимся на условиях, необходимых для того, чтобы находящееся в окружающем человека мире химическое вещество стало ядом, то есть проявило свое вредное действие. Конечно, для этого прежде всего такое начало должно проникнуть в организм. Но как, в каком состоянии, в какой дозе и при каких условиях? Ответ на эти и многие другие вопросы дает нам один из важных разделов науки о ядах, получивший название общей токсикологии.

Пути поступления ядов в организм

Яды могут существовать в различных состояниях: в виде газов (паров), жидкостей и твердых веществ. Если яд проник в организм через дыхательные пути (в виде газа), то его всасывание в кровь происходит в легких подобно тому, как осуществляется приток кислорода во время акта дыхания. В этом случае яд чрезвычайно быстро насыщает кровь и вызывает симптомы общего отравления (процесс всасывания яда в легком определяется коэффициентом его растворимости в крови и дальнейшим его переходом из крови в ткани). Скорость абсорбции * ядов в дыхательных путях зависит от ряда условий: концентрации яда в атмосфере, объема дыхания, размера дыхательной поверхности легких, проницаемости легочной мембраны, скорости кровообращения. Ввиду быстрого и беспрепятственного проникновения яда в организм в процессе естественного дыхания пребывание человека в атмосфере, содержащей даже микроколичества ядовитых паров, чрезвычайно опасно. Пары некоторых ядов проникают и через кожу (однако для этого нужны значительно большие их концентрации).

* ( Абсорбция – поглощение, всасывание.)

В виде жидкостей яды могут проникать в организм различными путями. Наиболее распространенными “входными воротами” является желудочно-кишечный тракт. При попадании ядов в рот абсорбция многих из них начинается уже на месте введения. В желудке яды абсорбируются сравнительно мало. Основная же масса всасывается в тонком кишечнике, причем это зависит от ряда факторов: степени наполнения кишки, качества содержимого, наличия ферментов, состояния двигательной активности (перистальтики) и сокращения ворсинок слизистой оболочки. Механизм “усвоения” ядов состоит из процессов растворения, фильтрации, диффузии и осмоса. Из кишечника яды прежде всего попадают в печень (где они могут задерживаться и подвергаться полному или частичному разрушению). Если яд введен в прямую кишку, то он довольно быстро всасывается в кровь, не подвергаясь разрушению в печени.

В жидком виде ядовитые вещества могут легко проходить через слизистые оболочки. Так, при попадании ядов в глаза, полости рта, носа и ушей, а также влагалище они хорошо всасываются и вызывают отравление. Некоторые вещества, например анабазин, фосфорорганические яды и др., быстро минуют кожные барьеры и потому представляют большую опасность, если оказываются на одежде и коже (способность растворяться в кожных жирах делает яд особенно грозным, так что наибольшей ядовитостью обладают жирорастворимые, так называемые липоидотропные вещества). Через потную, разгоряченную кожу яды проникают в организм быстрее.

Читайте также:  Жерлянка: общие сведения о лягушке, содержание жабы в домашних условиях

В твердом виде (порошки, таблетки) яды могут попасть в организм преимущественно через желудочно-кишечный тракт. В этом случае большое значение имеет растворимость яда в желудочном соке: чем полнее и быстрее он растворится в содержимом желудка, тем скорее окажется в кровяном русле и вызовет отравление. Так, благодаря нерастворимости красный фосфор неядовит, тогда как растворимый в жирах желтый фосфор всасывается в кровь и обладает сильным токсическим действием. В присутствии таннина многие опасные алкалоиды и соли металлов теряют свою ядовитость благодаря образованию нерастворимых и плохо всасываемых осадков. Одним словом, старая латинская поговорка corpora non agunt nisi soluta (вещества не действуют, если не растворены) применительно к ядам не утратила своего значения.

Токсикологический интерес сегодня представляют лишь в основном перечисленные пути поступления ядов. Однако в средние века, когда их применение в злонамеренных целях носило массовый характер, прибегали к самым различным, порой невероятным способам введения ядов в организм. Отравление через перчатки, иголки, ножи; смертоносное вещество, оказавшееся в ушах, в носу, в ране,- вот далеко не полный перечень приемов использования ядов в прошедших столетиях. Конечно, эти данные для нас представляют лишь исторический интерес, и тем не менее они вызывают некоторые ассоциации, связанные о новым временем. Так, в арсенале империалистических разведок находятся диверсионные ядовитые ампулы, снабженные иглой, ядовитая губная помада и прочие атрибуты, явно заимствованные из обветшалого реквизита средневековых отравителей.

Токсичность и доза

С увеличением дозы токсичность (ядовитость) любого химически вредного вещества возрастает. Наименьшая доза яда, которая вызывает начальный, едва ощутимый физиологический эффект, называется минимально действующей. Такое количество еще не является ядовитым и нередко используется в медицине с лечебной целью. Так, сильнейший яд стрихнин в малых дозах применяется как эффективный стимулятор центральной нервной системы.

Токсичность тщательно изучают на животных (чаще мышах). Доза, которая вызывает гибель одной мышки из 5-6, называется минимально смертельной. Если погибает половина животных, говорят о пятидесятипроцентной смертельной дозе; когда погибают все животные – абсолютно смертельной. Обычно дозы ядов выражают в миллиграммах на килограмм веса (мг/кг) или в мг/мл (для газов и паров). Токсичность вещества в сильной степени зависит от того, каким путем оно проникло в организм. Меньше всего преград возникает перед ядом при внутривенном и подкожном введениях, однако эти способы применяются только в экспериментальной работе. Весьма быстро действуют те, что поступили через дыхательные пути; при отравлении через рот эффект появляется медленнее и в несколько меньшей степени.

Характер действия ядов

Оказавшись в организме, яды поступают в кровь, а затем распространяются между тканями и клетками, причем это распределение для различных веществ является неодинаковым. Некоторые яды обнаруживают свое действие уже непосредственно на месте введения. (Например, раздражающее, прижигающее действие хлора и других газов на легочную ткань, прижигающее действие едких кислот и щелочей на кожу и слизистые оболочки и др.). Местное действие сказывается не только в воспалении и омертвении тканей, но и в рефлекторных реакциях в различных органах. Так, при вдыхании раздражающих газов может возникнуть рефлекторный спазм гортани; при попадании едких химикатов в желудок – спазм привратника и рвота и т. д. Иногда наблюдается рефлекторная остановка дыхания, изменение сердечной деятельности и другие серьезные явления. Местное действие характерно лишь для части ядовитых веществ, представляющих сравнительно небольшую опасность для человека (в силу явно заметных вредящих качеств). Правда, известны вещества, например иприт, которые в момент попадания в организм не обнаруживают своих свойств и только через несколько часов оказывают сильное раздражающее и прижигающее действие.

Большинство ядов – своего рода “невидимки”: в момент поступления в организм никакими признаками не выдают своего присутствия. И только после того, как они всосались в кровь и “втихомолку” достигли жизненно важных центров, разражается катастрофа. Таковы цианистый калий, стрихнин, морфин, атропин и многие другие, избирательно поражающие важнейшие биохимические системы организма. Каким же образом ядам удается эта скрытая атака? Как объяснить столь разрушительный для живого эффект безобидной на вид микроскопической крупинки вещества?

Тайны действия ядов сокрыты в глубинах клеточных и молекулярных структур организма.

Тайны ядов

Путешествие в увлекательный и бескрайний мир клетки, детальное описание молекулярных и клеточных механизмов действия различных ядов заняло бы у нас очень много времени. К тому же не все еще тут может считаться, доступным и познанным. Поэтому совершим лишь беглый “туристский” осмотр достопримечательностей и ограничимся для примера таким “объектом”, как схема действия ядов на проведение возбуждения (нервного импульса) по нервной системе. Функционирование этой системы – важнейшее условие нормальной жизнедеятельности организма. Как известно, возбуждение в нем передается по нервным путям. Однако этот путь не является сплошным, “цельносварным” – в пределах одного элементарного звена передачи он прерывается дважды. А именно: при переходе от одного аксона к другому и при переходе от конечного аксона к функционирующей клетке исполнительного органа. В местах контакта, стыка процесс передачи осуществляется химическим путем. Роль посредника (медиатора) осуществляет ацетилхолин (в некоторых синапсах – адреналин). Эти контакты (синапсы) являются особенно чувствительными к действию так называемых “нервных”, или синаптических ядов, к которым принадлежат неоднократно упоминавшиеся нами токсин ботулинуса, фосфорорганические вещества и другие природные и синтетические соединения. Точка приложения действия ядов в нервной клетке (нейроне) может быть различной. Одни из них “нападают” непосредственно на аксон, блокируя передачу нервного импульса (тетродотоксин), другие подавляют выделение ацетилхолина на окончаниях аксона (токсин ботулинуса), третьи нарушают контакт ацетилхолина и мышцы (кураре), четвертые тормозят расщепление медиатора ацетилхолина (зарин, яд Таммелина).

На рис. 6 стрелками показаны точки приложения действия ядов (по И. Л. Кнунянцу и Р. Костяновскому).

Из приведенного примера становится ясным, почему некоторые яды даже в самых незначительных дозах могут проявлять высокую биологическую активность. Это связано с избирательностью их действия, способностью вмешиваться в отдельные звенья тонких биохимических процессов, происходящих в животном организме.

Современная токсикология располагает данными о влиянии самых различных природных и синтетических ядов на многие стороны обмена веществ в организме. Только среди ядов, действующих на ферменты, различают 13 групп соединений, каждая из которых в свою очередь состоит из нескольких веществ (Л. А. Тиунов, 1963).


Рис. 6. Точки приложения действия некоторых ядов (упоминаемый здесь яд Таммелина принадлежит к группе открытых в последнее время наиболее токсичных представителей ‘нервных газов’)

Природа продолжает хранить секреты многих ядов. Раскрыть эти тайны и сделать их достоянием человека – в этом одна из актуальных задач современной токсикологии.

Явление привыкания и. Александр Дюма

Исследования да и обычные житейские наблюдения показали, что при длительном ежедневном приеме небольших количеств некоторых сильнодействующих средств у человека может развиться явление привыкания. Надо полагать, что соответствующие клетки организма приспосабливаются (адаптируются) к действию малых доз, “приучают себя их терпеть” и тогда требуются большие количества вещества, чтобы вызвать прежний эффект. Это явление хорошо известно курильщикам и наркоманам: того, что им прежде было достаточным, перестает хватать. И все-таки явление привыкания в токсикологическом смысле имеет ограниченное значение. Во всяком случае оно распространяется лишь на малое число веществ, преимущественно действующих на высшие функции головного мозга. Для подавляющего большинства ядов явление привыкания менее характерно и практической роли не играет.

Вот теперь как раз и настало время вернуться к Александру Дюма и его “Графу Монте-Кристо”. Конечно, нам жаль разочаровывать поклонников знаменитого романа. Тем более что современное литературоведение утверждает: увлекательный рассказ о благородном Эдмоне Дантесе не является сплошной фантазией и у иных персонажей существовали вполне реальные прототипы. Со своей стороны скажем: автор неоднократно и не без успеха обращается к науке о ядах и весьма изобретательно ее интерпретирует (не случайно целая глава романа так и называется – “Токсикология”). Казалось бы, ничто не вызывает сомнений. Увы, всему помеха бруцин! Он лишает захватывающее повествование аромата достоверности. Очень неосмотрительно ему поручена ответственная роль штатной отравы, вокруг которой развертывается столько драматических коллизий Особенно опрометчиво утверждение, будто кое-кто из героев романа, настойчиво, длительное время и понемногу глотая сей яд, выработал к нему невосприимчивость. Дело в том, что к бруцину (действие его идентично стрихнину) “привыкнуть” нельзя. Систематический прием этого алкалоида даже в малых дозах приводит к отравлению – бруцин, как и стрихнин, обладает свойством накапливаться, “кумулировать” в организме. Так что сочиненные автором “Графа Монте-Кристо” эффектные события никак не вяжутся с бруцином.

Тетродотоксин

СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для анализа тетродотоксина в рыбе, моллюсках и другой пищевой продукции.

Иммуноферментный метод анализа (ИФА), стрипованный планшет5191TTX Tetrodotoxin ELISA

Тетродотоксин – это небелковый яд, присутствующий в организмах четырехзубообразных – отряда рыб, к которым относится иглобрюх (рыба фугу). Он также был обнаружен в коже рыбы-кузовка из отряда лучеперых, в организмах некоторых бычков, лягушек рода Atelopus, осьминогов, некоторых крабов, морских звезд, планарий и других животных, в икре калифорнийского тритона, а также в морских водорослях. В настоящее время предполагается, что тетродотоксин вырабатывают не сами эти животные и растения, а бактерии, в том числе, некоторые вибрионы и псевдомонады. Некоторые ученые считают, что этот яд синтезируют бактерии-симбионты, другие – что тетродотоксин производят свободноживущие бактерии, и он лишь накапливается в организмах. Интересно, что в 2013-2014 годах тетродотоксин выявили в мидиях и устрицах, собранных на южном берегу Англии. При этом культуры Vibrio parahaemoliticus и Vibrio cholerae, выделенные из моллюсков, также вырабатывали тетродотоксин. Организмы, содержащие этот яд, обитают как в соленых, так и в пресных водах.

Впервые тетродотоксин выделил и назвал ученый Ёсидзуми Тахара в 1909 году. Структуру этого вещества определили позднее – в 1964 году. Это сделала группа исследователей во главе с Робертом Вудвардом. В 1970 году данные о структуре тетродотоксина подтвердили методом рентгеноструктурного анализа.

Считается, что первое официально зафиксированное отравление человека тетродотоксином в европейской культуре упоминается в бортовом журнале Джеймса Кука, в записи от 8 сентября 1774 года и в его книге «Путешествие к Южному полюсу и вокруг света». В Новой Каледонии капитан с двумя членами команды, отцом и сыном Фостерами, попробовали печень и икру одного из видов иглобрюха. Кук описывает, что после этого между 3 и 4 часами утра все они ощутили необычайную слабость и онемение. Морякам помогло рвотное средство и то, что они съели лишь немного рыбы. При этом свойства икры рыбы фугу были описаны в китайской Книге Трав, датируемой 2838–2698 годами до Нашей эры, хотя, возможно, эта запись относится к более позднему времени. В Японии также знали о свойствах рыбы фугу – в частности, солдатам запрещалось есть ее.

Тетродотоксин очень ядовит: его ЛД50 для мышей при оральном поступлении составляет 334 мкг/кг массы тела, при инъекции – 8 мкг/кг массы тела. Это вещество способно проникать в организм с пищей, а также при вдыхании и при контакте с кожей. Основное его действие – нейротоксичное.

Механизм действия тетродотоксина был определен в 1964 году Тосио Нарахаси и Джоном Муром. Этот нейротоксин селективно блокирует натриевые каналы нейронов. В результате сигнал от нервов к мышцам не проходит, что приводит к онемению и параличу, в том числе, дыхательных мышц. Для блокировки скелетных мышц необходимы наномолярные концентрации тетродотоксина. В микромолярных же он способен блокировать натриевые каналы сердечной мышцы. Этот эффект противоположен воздействию аконитина. Тетродотоксин не способен преодолевать гематоэнцефалический барьер, поэтому на сознание он не влияет.

Для первой стадии отравления тетродотоксином характерно онемение и зуд губ и языка, после которых немеет лицо. Возникает головная боль, чувство легкости во всем теле, слабость, головокружение. Развивается сильное пото- и слюноотделение, затем тошнота, рвота, боли в животе, диарея. Нарушается способность двигаться. Во второй стадии отравления паралич усиливается, начиная с конечностей и заканчивая дыхательной мускулатурой. Это приводит к нарушениям дыхания. Кроме того, отмечают нарушения сердечного ритма, значительное снижение кровяного давления, стойкое расширение зрачков. При тяжелых отравлениях тетродотоксином за этим следует кома и судороги. Смерть наступает из-за остановки дыхания.

Нейротоксичность тетродотоксина обуславливает его сильный анальгезирующий эффект. Этот яд использовали в японской народной медицине для обезболивания при проказе, а позднее – и при ревматоидном артрите. Кроме того, тетродотоксин применяли для облегчения судорог при столбняке. В настоящее время исследуют возможности использовать его в качестве обезболивающего при онкологических заболеваниях и для местной анестезии либо продления действия анестетиков. Помимо медицины, тетродотоксин используют для исследования натриевых каналов.

Тетродотоксин популярен в массовой культуре. Этот яд упоминается во многих фильмах: от детективов до комедий. Зачастую его действие или помощь при отравлении показаны неверно. Одно из самых распространенных заблуждений относительно тетродотоксина – мнение, что этот яд связан с гаитянским Вуду и используется, чтобы превратить человека в зомби. Впервые это мнение было опубликовано в 1938 году в этнографическом исследовании Ямайки и Гаити, проведенном Зорой Ниэл Хёрстон. В 1985-х годах связь тетродотоксина и зомби начал популяризировать этноботаник Уэйд Дэвис, а в 1988 году вышел фильм Уэса Крэйвена «Змей и радуга», основанный на книге Дэвиса. Несмотря на то, что химический анализ гаитянских составов показал, что они содержат лишь незначительные количества тетродотоксина, а механизм действия этого яда не предполагает воздействия на центральную нервную систему и каких-либо изменений личности после отравления, популярная культура все еще поддерживает это заблуждение.

В рыбе фугу тетродотоксин накапливается в основном в печени. У других видов, помимо печени – в икре, коже, мышцах, кишечнике. Очевидно, что для животных, накапливающих этот яд, он не опасен. Также маловероятно, чтобы сам по себе тетродотоксин представлял экологическую опасность и вызывал массовую гибель животных. Однако некоторые виды, накапливающие его, являются инвазивными – в частности, немертины Cephalothrix simula. Эти черви обычны для Тихого океана, однако их все чаще обнаруживают в северной Европе, в том числе, в Великобритании. Если у подобных инвазивных видов на новом месте обитания не появляются естественные ограничители популяции, в данном случае – устойчивые к воздействию тетродотоксина, такие виды склонны бесконтрольно размножаться и вытеснять животных и растения, характерные для данной местности. Это может приводить к экологическим катастрофам.

В Российской Федерации и странах ЕАЭС содержание тетродотоксина в пищевой продукции не регламентируется. В Евросоюзе в настоящее время максимально допустимые уровни тетродотоксина в продуктах также не установлены, за исключением Нидерландов. Однако организмы, содержащие этот яд, все чаще встречаются в Средиземном море. Это связывают с появлением в нем лессепсианских мигрантов, или вселенцев – водных животных и растений, типичных для Индо-Тихоокеанского региона, в частности, Красного моря. В связи с риском отравления тетродотоксином ученые разрабатывают методы определения тетродотоксина в пищевых продуктах. Среди них – ЖХ-МС/МС, ВЭЖХ-ФД, а также метод иммуноферментного анализа.

СТАЙЛАБ предлагает тест-системы Europroxima для анализа тетродотоксина в рыбе и морепродуктах методом конкурентного иммуноферментного анализа (ИФА). Этот метод прост в применении, высокочувствителен и пригоден для скрининга большого количества проб.

Тетродотоксин — яд рыбы фугу

Тяжёлые отравления морепродуктами, периодически случающиеся в странах Восточной Азии, чаще всего связаны с поражающим действием тетродотоксина. Многие морские и некоторые наземные животные содержат в организме это ядовитое вещество. Рыба фугу из отряда иглобрюхообразных — самый известный отравитель. При кулинарном приготовлении — это знаменитый японский деликатес. Но поскольку её печень и половые железы, содержащие большое количество тетродотоксина, сильно ядовиты, то даже искусная термическая обработка не сводит риск интоксикации к нулю.

Что это за яд, как он действует на человека? — давайте узнаем. А также о симптомах отравления, как оказать первую помощь пострадавшему и о методах лечения.

Что такое тетродотоксин

Это природный небелковый яд нейропаралитического действия, который содержится, главным образом в коже и внутренних органах рыб, семейства иглобрюхих. Отравления возникают при употреблении их в пищу. Тетродотоксин является сильным зоологическим ядом, вызывающий поражение периферической нервной системы и мышц.

Обитатели моря чаще всего являются природными носителями тетродотоксина. Его содержит рыба фугу, голубой кольчатый осьминог, флоридский краб, некоторые другие моллюски. А также этот природный яд есть у таких земноводных, как костариканская лягушка рода Ателопы и калифорнийский тритон.

Читайте также:  Самые ядовитые лягушки из Южной Америки: виды древолазов, особенности филломедузы двухцветной

Отравления морепродуктами известны со времён освоения просторов Тихого океана и открытия Новых земель. Однако, их непосредственная причина выяснилась только в 1906 году, когда японский учёный Йошизуми Тахара синтезировал яд тетродотоксин в чистом виде. Своё имя он получил по названию семейства рыб Tetraodontidae, из которых был выделен. В середине XX века вещество было получено в кристаллическом виде. Трёхмерная структура тетродотоксина установлена в шестидесятых годах прошлого столетия. Американские и японские учёные, независимо друг от друга, представили пространственную модель этого органического соединения. А в 1972 году японскими исследователями был произведён синтез тетродотоксина.

Яд является низкомолекулярным органическим веществом, состав которого представлен химической формулой C11H17N3O8. Тетродотоксин имеет молярную массу 379 г/моль. Водорастворимость низкая. Уменьшение кислотности среды ведёт к потере ядовитых качеств. Соединение хорошо растворяется в органических жидкостях.

По своей структуре относится к ортоэфирам. Химические свойства тетродотоксина обусловлены принадлежностью к этой группе. Высокореакционное соединение вступает во взаимодействие со многими веществами, к которым относятся:

  • альдегиды;
  • кетоны;
  • карбоновые кислоты;
  • c-нуклеофилы.

А также для ортоэфиров характерны реакции гидролиза.

Тетродотоксин является чрезвычайно токсичным веществом. Ядовитые свойства проявляются при поступлении в организм с пищей. Смертельная доза тетродотоксина для человека — 8,7 мкг/кг, что почти в 100 раз выше, чем у цианистого калия. Относится к ядам, парализующим нервную проводимость.

Действие на человека

Объёмная молекула вещества обладает сродством к рецепторам клеточных мембран, отвечающих за проведение нервных импульсов. Тетродотоксин является ядом, блокирующим натриевые каналы. За счёт высокого сродства к рецепторам и объёмности органического соединения, поступление катионов надёжно блокируется. Для прекращения функции одного натриевого канала у мембраны достаточно единственной молекулы тетродотоксина.

Гематоэнцефалический барьер непроницаем для громоздкого органического соединения. Поэтому нарушается работа только периферического отдела нервной системы, без вовлечения её центрального звена. Токсическое действие на клетки тетродотоксина проявляется как блокадой натриевых каналов, так и стимуляцией выделения тиамина из их мембран.

Применение

После получения в кристаллическом виде тетродотоксин широко используется физиологами для изучения природы нервного импульса. Благодаря исследованиям были открыты ионные каналы в мембранах клеток.

Зоотоксин вызывает нейромышечные расстройства, сопровождающиеся остановкой дыхания. Механизм действия тетродотоксина — блокада натриевых каналов. Поскольку средства для лечения нейропатической боли имеют ту же точку приложения, исследователи предположили, что ядовитое вещество может быть использовано в качестве их аналога. Боль такого генеза часто встречается у онкологических больных, особенно после получения ими определённых видов химиотерапии.

Проводились исследования по изучению действия тетродотоксина для обеспечения местной анестезии в качестве самостоятельного средства, а также в роли добавочного компонента, удлиняющего действие основного препарата. Полученные результаты достоверно подтверждают возможность эффективного использования тетродотоксина при операциях на роговице глаза.

Добавление этого яда к анестетику бупивакаина, позволяет снизить кардиотоксичный эффект последнего, за счёт уменьшения дозы, необходимой для анестезии.

Однако медицинское применение тетродотоксина ограничено рамками исследовательской работы. Ведь для его использования в клинике требуется определение безопасных доз, при которых проявляющийся лечебный эффект не будет сопровождаться токсическими явлениями.

Отравление тетродотоксином

Наиболее частой причиной интоксикации является поступление яда с пищей. Встречаются как единичные случаи, так и массовые отравления морепродуктами, содержащими тетродотоксин. Например, групповое поражение этим ядом произошло в Бангладеше в 2008 г., в Израиле — в 2005 и 2008 годах.

При поступлении в организм яд быстро всасывается через слизистую желудка и поступает в кровоток. Главной точкой приложения действия тетродотоксина являются ионные каналы клеток периферической нервной системы и скелетных мышц. Этим обусловлена симптоматика отравлений.

Под действием тетродотоксина происходит прекращение передачи импульсов, что сразу отражается на функциях мышц и периферической нервной системы. Блокада нейромышечной проводимости сопровождается нарушениями дыхания и кровообращения, проявляющимися выраженной гипотензией и гипоксией — недостаточным снабжением кислородом тканей тела.

Метаболизм тетродотоксина происходит достаточно быстро. Он выводится преимущественно почками. В течение двух-четырёх суток организм полностью освобождается от яда.

Симптомы

Клиническая картина отравления тетродотоксином проявляется в период первых шести часов, после поступления в организм пищи, содержащей ядовитое вещество. По тяжести симптоматики выделяют четыре группы.

  1. Лёгкой степени интоксикации характерно периоральное онемение и парестезии — зуд, жжение, ощущение ползания мурашек по телу. Желудочно-кишечные расстройства — обильное слюнотечение, тошнота, рвота, понос, боли в животе, могут проявляться или отсутствовать.
  2. При отравлениях тетродотоксином средней степени тяжести появляются подёргивания мышц, онемение языка, лица и других областей тела, невнятная речь. Может наблюдаться дискоординация движений и ранний двигательный парез.
  3. Тяжёлые отравления сопровождаются генерализованным вялым параличом, дыхательной недостаточностью, афонией (неспособность разговаривать), затруднением глотания. Наблюдаются расширенные фиксированные зрачки. Однако, пациент находится в сознании.
  4. Отравления тетродотоксином крайней степени тяжести характеризуются выраженной респираторной недостаточностью, сопровождающейся гипоксией, гипотензией, брадикардией, сердечными аритмиями. Из-за сочетанного действия этих факторов пациент может потерять сознание. Такие случаи часто заканчиваются смертью пострадавшего.

Тяжесть отравления зависит от количества тетродотоксина, поступившего в организм и продолжительности его действия. А также наблюдается взаимосвязь выраженности интоксикации и общего состояния здоровья пациента перед несчастным случаем.

Диагностика

Всегда наблюдается взаимосвязь симптомов заболевания с предшествующим приёмом морепродуктов. Всасывание тетродотоксина происходит быстро, поэтому первые признаки отравления могут появляться уже через 10–60 минут.

Типичны клинические проявления заболевания, с симптомами нейромышечных поражений.

Хроматографическое и масс-спектрометрическое исследование крови и мочи выявляет присутствие тетродотоксина. В крови яд обнаруживается в течение 24 часов. В моче он может сохраняться до четырёх суток, после происшествия.

Таким образом, диагностика отравления тетродотоксином строится на анализе данных анамнеза, особенностей клинической картины и результатов лабораторных исследований.

Первая помощь

При подозрении на отравление тетродотоксином следует как можно быстрее промыть желудок обычной кипячёной или слегка подсоленной водой (аналогом физиологического раствора). Сначала пытаются вызвать рвоту, нажимая на корень языка. Затем пострадавший выпивает 2–3 стакана воды и ему вновь стимулируют рвотный рефлекс. Всасывание тетродотоксина через слизистую желудка происходит очень быстро, поэтому уже через час после употребления яда промывание становится неэффективным.

Действенная мера первой помощи — пероральное применение активированного угля, который является сорбентом яда. Даже отсроченный приём этого препарата приносит ощутимый лечебный эффект. Так как у тетродотоксина отсутствует специфический антидот, активированный уголь выступает в роли универсального противоядия.

Отравление опасно быстрым развитием дыхательной недостаточности, поэтому необходимо срочно вызвать бригаду неотложной помощи.

Лечение

При любой степени тяжести отравления тетродотоксином показана госпитализация пострадавшего в реанимационное отделение. Выделяют два вида лечебных мероприятий — детоксикационную терапию и симптоматическую. Первая включает:

  • промывание желудка и применение внутрь активированного угля на ранних стадиях отравления;
  • внутривенные инфузии;
  • форсированный диурез;
  • гемодиализ.

Симптоматическое лечение заключается в проведении:

  • инотропной и вазопрессорной терапии при гипотензии;
  • при дыхательной недостаточности — интубация трахеи и респираторная поддержка;
  • если есть выраженная тошнота и рвота — применение антиэметиков;
  • внутривенное введение глюкокортикоидов и антигистаминных средств.

Лечение интоксикации продолжается до полного купирования клинических проявлений, что составляет, в среднем, двое-четверо суток.

Последствия отравления

Тяжесть состояния пострадавшего зависит от количества тетродотоксина, поступившего в организм, своевременности оказания медицинской помощи, а также изначального состояния здоровья пациента. В свою очередь, степень тяжести интоксикации влияет на исход заболевания и его последствия.

Отравления, при которых доза тетродотоксина приближена к смертельной, а получение медицинской помощи было отсрочено, могут сопровождаться летальными исходами или повреждениями головного мозга с последующим вегетативным состоянием, вследствие гипоксии.

Интоксикации лёгкой и средней степени тяжести заканчиваются полным выздоровлением. Таков же исход тяжёлых отравлений, когда в течение всего периода действия тетродотоксина, проводились мероприятия по стабилизации жизненно важных функций организма.

Наличие у пострадавшего нейромышечных заболеваний, нейропатических болевых синдромов, ренальных нарушений ведёт к усилению выраженности симптомов интоксикации и ухудшению прогноза.

Профилактика

Лучшим методом предотвращения отравлений, конечно, будет отказ от приёма в пищу морепродуктов, содержащих тетродотоксин. Но, к примеру, в Японии рыба фугу является традиционным национальным деликатесом. Поэтому всё равно находятся желающие рискнуть, которые уверены, что неприятности их не коснутся.

Для предотвращения несчастного случая лакомиться этим деликатесом лучше в ресторанах с надёжной репутацией. Ведь главный фактор, позволяющий избежать отравления, — это правильное приготовление как рыбы фугу, так и других морепродуктов.

Тетродотоксин — это природный яд, содержащийся преимущественно у морских животных и рыб. Опасность отравления особо велика на побережье Восточной Азии. Однако в связи с развитием глобализации и экспортом экзотической продукции, регион возможной интоксикации ядом значительно расширяется. Прогноз отравления будет благоприятным при ранней госпитализации пострадавшего в больницу и своевременно оказанной медицинской помощи. В последнее время появились данные, что учёные создали антитела, нейтрализующие тетродотоксин «инвитро», то есть вне организма. Поэтому можно надеяться, что в скором будущем профилактическая иммунизация человека подобной сывороткой сделает употребление японского деликатеса безопасным для жизни и здоровья.


–>Сайт преподавателя химии и биологии Коноваловой Лидии –>

–>

–> –>Меню сайта –>
–>
–>

–> –>

–>Поделиться –>
–> –>

–> –> –> –>

–>Возраст сайта –>
–> –>

–> –> –> –>

–> –>Наш опрос –>
–>
–>

–> –>

–>Статистика –>

Применение ядов в медицине.

Самые полезные яды в мире.

Все привыкли к тому, что яд есть ядом и он не совсем безопасен человеческому организму. Но оказывает все не так плохо, как мы думаем. Есть и позитивные стороны использования их. Так же стоит заметить, что яды делят на растительные и животные. Мы ознакомим вас и с теми, и с другими. Так же помните, что еще не все яды открыты и не всех использование знает современная медицина. Вами представлены только самые популярные.

Полезные яды животного происхождения.

Это так называемое защитные средства животных от различного рода опасности. Этот яд может как убить, так и парализовать нападающего, в том числе человека. Эти яды вырабатывают организмы жаб, насекомых, змей, ящериц, моллюсков и рыб (конечно, стоит брать не все виды, некоторые вполне неопасны для человека или вообще не имеют желез, выделяющих этот яд). Человек – существо разумное и он смог придумать, каким же образом можно из этого всего извлечь пользу.

Яд жёлтого скорпиона убивает раковые клетки.

Именно ради того, чтоб избавится от онкологии, любых органов добывают яд с жала скорпиона, но не обычного, а желтого. Такое открытие сделал Кембриджский университет. Они взяли желтого скорпиона с Израиля и провели ряд экспериментов. Был из этого яда выделен протеин, который при попадании в организм человека может отыскать раковые клетки и разрушают их с помощью соединения с радиоактивными йодами. В большинстве случаев рак отступает и не подвергается человеческий организм вмешательствам химиотерапии.

Яд мокассинового щитомордника.

О использовании яда змеи всем известно. Он самый ценный в медицинских экспериментах.

Contortrostatin – протеин, он выделяется только мокассиновым щитомордником. И он тоже используется учеными против рака, как и скорпионий яд.

Помните, что яд мокассинового щитомордника еще не зарегистрирован официально как лекарственное средство. Еще проводится ряд огромных исследований, которые пока что дают огромные надежды.

Яд конусной улитки.

Об этой улитке может вам вообще ничего не известно. Она имеет конусную форму и считается хищным видом. В природных условиях улитки с помощью выделяемого яда могут лишить противника возможности двигаться. Во время укуса они насыщают кровь нападающего нейротоксинами. Но это еще не значит что их можно трогать голыми руками, ведь прикосновения тоже вряд ли принесут вам приятные ощущения.

Но как не парадоксально, именно этот яд может быть болеутоляющим.

Исследователи обнаружили, что если в правильных количествах употреблять этот препарат, то:

во-первых не будет привыкания;

во-вторых вы избавитель от различных болей.

Сила этого болеутоляющего может сравниться с действием морфия (самого сильного препарата на данном этапе медицины). Именно зиконотид выделяют конусные улитки. А вот что касается других составляющих яда, еще ничего сказать не могут. Эти вещества сейчас исследуют. По предварительным изучениям делают выводы, что человечество с помощью яда смогут лечить эпилепсию, болезни Паркинсона и Альцгеймера.

Яд чилийского розового паука-птицееда спасет от сердечного приступа.

Все пауки ядовитые, но яд птицеедов не представляет опасности для жизни человека. Поговорим о чилийском розовом пауке Grammostola rosea. Ученые изучили яд паука, и обнаружили уже известные нам протеины. В данном случае они помогают избежать сердечного приступа и смерти, в последствии этого провели ряд экспериментов, которые показали, что во время сердечного приступа стоит только ввести дозу протеинов и человек может избежать смерти и фибрилляции.

Полезные яды растительного происхождения.

Судя по названию можно уже определить, что этот вид ядов будут производить представители флоры. Яд может содержаться в различных частях растения и в разных количествах. Они помогают предотвратить безумное количество заболеваний не хуже чем яды животного организма.

Яд грибов спорынья.

Этот грибок безумно любит рожь. И именно она в подавляющем количество случаев страдает от спорыньи.Эрготизм – отравление, которое происходит в тот злополучный момент, когда хотя бы одно зернышко рожи попадет в организм человека (в том случае если оно зараженное грибком). Последствия могут быть различные. Это могут быть конвульсивные припадки, обмороки и даже летальный исход. Но так же этот яд может избавить вас от головной боли, мигрени. А в данный момент им же пытаются лечить болезнь Паркинсона.

Яд белладонны.

Дурман, белладонна, мандрагора и множество других растений входят в семейство пасленовых. И конечно же, каждый представитель этого ряда имеет ядовитость. Именно из них получают врачи атропин. Этот препарат используют в кардиологии и офтальмологии. Он может помочь в лечении сердечного ритма, асистолий и множестве других недугов.

Так же с этими растениями часто работали наши бабушки и по сегодняшний день некоторыми их рецептами пользуются люди.

Яд наперстянки.

Наперстянка является тем растением, которое ядовитое полностью, а не только листики или цветы. От малого количества хотя бы частички наперстянки, которое попадет в организм, человек умрет практически без каких-либо шансов выжить.

Но это еще не значит что растение не используют медики. Ведь оно может быть полезным во многих начинаниях.

При замедлении сердечной активности рекомендуют принимать дигиталин, который сделан на основе той же самой наперстянки. Именно этот препарат назначается врачами всего мира чаще, чем остальные препараты.

Яд цветка аконита Acónítum.

Во-первых это такой цветок, а уже во-вторых его все части очень ядовиты. Сейчас этот яд используется не так часто как в прошлом веке. Ведь раньше не было заменителей медицинского препарата в состав которого входил аконит. А сейчас замена есть и кстати намного лучше. Так же этот цветок может спасти вас от простуды. А можете им же лечить более сложные виды заболеваний (такие как круп, астму, воспаление легких, ангину, ларингит). Но помните, что это растение может вам помочь не лучше чем препарат приписанный лечащим врачом.

Наиболее популярные яды, используемые как лекарства.

Как уже упоминалось ранее змеиный яд используется человечеством чаще чем остальные. А вот на втором месте яд болиголова. Вроде бы уже доказано как они лечат и чем именно могут помочь, но никто не собирается сдаваться и на данный момент еще ищут как же можно еще получать от ядов пользу.

Яд болиголова вместо антидепрессанта.

Конин похож по структуре с никотином и в мире используется чаще всего. Так же он просто известен многим. Стоит вести себя с конином очень осторожно, ведь он вызывает массу негативных последствий. А в первую очередь возникают разрушения ЦНС (центральной нервной системы).

Ну наших медиков ядовитость вещества не пугает, а только притягивает их интерес. Они научились применять конин в своих целях. Вещество применяется как антидепрессант и антиспазмалитическое средство. Но современная медицина не первая начала его использовать как препарат, ведь древние греки и персы уже до всех возможных ученых смогли найти применение этому веществу.

Полезные свойства змеиного яда.

А теперь поговорим о самом известном и распространенном яде. Конечно же это змеиный. Даже медики изобретая свой знак решились изобразить змею. Наверное, это самый первый яд, который использовался людьми на протяжении многих веков.

Из этого яда делают все (мази, капли, таблетки). Он лечит от всего и всех (астма, сердечные заболевания, проблемы с суставами, онкологические заболевания). Так же яд змей популярен в косметологическом бизнесе.

Так же яд гюрзовых используется для восстановления нервных клеток, за 1мл. правильно сохраненного, медицинские компании готовы платить по 2 000$.

Но врачи думают, что они еще не узнали все возможные способы применения этого яда. Надеяться, что смогут заметить еще какие-то аномальные его функции.

Ссылка на основную публикацию