Отравляющие и высокотоксичные вещества нейротоксического действия. Что такое нейротоксины? Нейротоксины механизм действия

>>>> Чем опасны нейротоксические воздействия?

Чем опасны нейротоксические воздействия?

Ряд веществ может оказывать пагубное действие на нервные волокна, и такие вещества называют нейротоксинами, а результаты их действия – нейротоксическими расстройствами. Нейротоксины могут вызывать острые реакции или действовать отсрочено, превращая токсическое воздействие в хронический процесс.

В роли нейротоксинов могут выступать химические реагенты, анестетики, антисептики, моющие средства, пестициды, инсектициды, пары металлов, лекарственные средства с нейротоксичным побочным эффектом. Нейротоксическое действие может начаться при случайном попадании в систему дыхания, в кровь компонентов данных веществ и при превышении их допустимой концентрации в крови.

Нейротоксическое воздействие веществ на организм проявляется в ряде признаков:

Головные боли,
Головокружения,
Чувство дурноты,
Слабость мышц конечностей,
Нарушения равновесия,
Чувство онемения тканей,
Нарушения чувствительности тканей,
Замедление или нарушения рефлексов,
Нарушения сердечной деятельности (аритмии , тахикардия),
Нарушения зрения,
Нарушения дыхания,
Боли, сходные с корешковым синдромом ,
Нарушения двигательной активности,
Задержка мочеиспускания или недержание мочи,
Спутанность сознания.

Нейротоксические расстройства могут иметь обратимый характер и исчезать при прекращении действия нейротоксина, но могут и привести к необратимым повреждениям в организме.

Нейротоксическому воздействию можно подвергнуться:

на производстве химических веществ, долгое время находясь во вредной атмосфере,
при работах с удобрениями и инсектицидами в сельском хозяйстве и на частных дачных участках,
при проведении дезинфекций помещений, находясь в атмосфере, наполненной парами концентрированного дезинфектанта,
при ремонтных и строительных работах с лако–красочными средствами, клеями, растворителями в плохо проветриваемых помещениях,
находясь вблизи зоны горения с высокой концентрацией угарного газа,
Находясь в зоне химической техногенной катастрофы (аварийные выбросы).

Нейротоксические расстройства могут со временем трансформироваться в заболевания нервной системы и опорно – двигательного аппарата: миопатии , болезнь Паркинсона, снижение или потерю зрения, нарушение работы вестибулярного аппарата , умственную деградацию, тики, тремор.

Лечение нейротоксических расстройств построено на проведении дезинтоксикационных мероприятий по выведению из организма токсических веществ и снижению их концентрации в тканях, восстановлению водно – электролитного баланса, очистке крови от токсинов путем гемосорбции . При нейротоксикозе проводят симптоматическую терапию (противосудорожными препаратами, миорелаксантами, противовоспалительными препаратами, противоаллергическими препаратами) по устранению нарушений, появившихся в результате токсического воздействия. Приоритетное направление при лечении нейротоксических расстройств приобретает восстановление дыхательной активности, гемодинамики, предотвращение отека мозга. Далее проводится мониторинг пострадавших органов, назначается соответствующее лечение и восстанавливается двигательная активность.

Нейротоксинами являются ботулотоксин, понератоксин, тетродотоксин, батрахотоксин, компоненты ядов пчёл, скорпионов, змей, саламандр.

Мощные нейротоксины, такие как батрахотоксин, воздействуют на нервную систему деполяризацией нервов и мышечных волокон, увеличивая проницаемость клеточной мембраны для ионов натрия.

Многие яды и токсины, используемые организмами для защиты от позвоночных, являются нейротоксинами. Наиболее частый эффект - паралич, наступающий очень быстро. Некоторыми животными нейротоксины используются при охоте, так как парализованная жертва становится удобной добычей.

Источники нейротоксинов

Внешние

Нейротоксины, поступившие из внешней среды, относятся к экзогенным . Могут представлять собой газы (например, монооксид углерода , БОВ), металлы (ртуть и др.), жидкости и твердые вещества.

Действие экзогенных нейротоксинов после проникновения в организм сильно зависит от их дозы.

Внутренние

Нейротоксичностью могут обладать вещества, производимые внутри организма. Они называются эндогенными нейротоксинами . Примером может служить нейромедиатор глутаминат , который токсичен при большой концентрации и приводит к апоптозу .

Классификация и примеры

Ингибиторы каналов

Нервно-паралитические ОВ

Алкильные производные метилфторфосфоновой кислоты: зарин , зоман , циклозарин , этилзарин .

Холинтиофосфонаты и холинфосфонаты: V-газы .

Прочие подобные соединения: , табун .

Нейротоксичные препараты

См. также

Бородавчатка - рыба, выделяющая нейротоксин
Никотин - нейротоксин, особенно сильно действующий на насекомых
Тератогенез (механизм возникновения аномалий развития)

Напишите отзыв о статье "Нейротоксин"

Примечания

Хотя токсинами являются только вещества биологического происхождения, термин Нейротоксин применяется и к синтетическим ядам. «Natural and synthetic neurotoxins», 1993, ISBN 978-0-12-329870-6, sect. «Preface», quote: «Neurotoxins are toxic substances with selective actions on the nervous system. By definition, toxins are of natural origin, but the term "neurotoxin" has been widely applied to some synthetic chemicals that act selectively on neurones»
Kuch U, Molles BE, Omori-Satoh T, Chanhome L, Samejima Y, Mebs D (September 2003). «». Toxicon 42 (4): 381–90. DOI :. PMID 14505938.
. Проверено 15 октября 2008. .
Moser, Andreas. . - Boston: Birkhäuser, 1998. - ISBN 0-8176-3993-4.
Turner J. J. , Parrott A. C. (англ.) // Neuropsychobiology. - 2000. - Vol. 42, no. 1 . - P. 42-48. - DOI : [Ошибка: Неверный DOI! ] . - PMID 10867555.
Steinkellner T. , Freissmuth M. , Sitte H. H. , Montgomery T. (англ.) // Biological chemistry. - 2011. - Vol. 392, no. 1-2 . - P. 103-115. - DOI :. - PMID 21194370.
Abreu-Villaça Y. , Seidler F. J. , Tate C. A. , Slotkin T. A. (англ.) // Brain research. - 2003. - Vol. 979, no. 1-2 . - P. 114-128. - PMID 12850578.
Pedraza C. , García F. B. , Navarro J. F. (англ.) // The international journal of neuropsychopharmacology / official scientific journal of the Collegium Internationale Neuropsychopharmacologicum (CINP). - 2009. - Vol. 12, no. 9 . - P. 1165-1177. - DOI :. - PMID 19288974.

Просмотр этого шаблона

Фундаментальная наука

Клиническая нейронаука

Когнитивная нейробиология

Прочие области

Отрывок, характеризующий Нейротоксин

Спустя шесть месяцев после смерти моего дедушки случилось событие, которое, по моему понятию, заслуживает особого упоминания. Была зимняя ночь (а зимы в то время в Литве были очень холодные!). Я только что легла спать, как вдруг почувствовала странный и очень мягкий «призыв». Как будто кто-то звал меня откуда-то издалека. Я встала и подошла к окну. Ночь была очень тихая, ясная и спокойная. Глубокий снежный покров блистал и переливался холодными искрами по всему спящему саду, как будто отблеск множества звёзд спокойно ткал на нём свою сверкающую серебряную паутину. Было так тихо, как будто мир застыл в каком-то странном летаргическом сне…
Вдруг прямо перед моим окном я увидела светящуюся фигуру женщины. Она была очень высокой, выше трёх метров, абсолютно прозрачной и сверкала, как будто была соткана из миллиардов звёзд. Я почувствовала странное тепло, исходящее от неё, которое обволакивало и как бы звало куда-то. Незнакомка взмахнула рукой, приглашая следовать за ней. И я пошла. Окна в моей комнате были очень большими и низкими, нестандартными по нормальным меркам. Внизу они доходили почти до земли, так что я могла свободно в любое время вылезти наружу. Я последовала за своей гостьей не испытывая ни малейшего страха. И что было очень странно – абсолютно не чувствовала холода, хотя на улице в тот момент было градусов двадцать ниже нуля, а я была только в моей детской ночной рубашонке.
Женщина (если её можно так назвать) опять взмахнула рукой, как бы приглашая следовать за собой. Меня очень удивило, что нормальная «лунная дорога» вдруг, изменив своё направление, «последовала» за незнакомкой, как бы создавая светящуюся тропинку. И я поняла, что должна идти именно туда. Так я проследовала за моей гостьей до самого леса. Везде была такая же щемящая, застывшая тишина. Всё вокруг сверкало и переливалось в молчаливом сиянии лунного света. Весь мир как будто замер в ожидании того, что должно было вот-вот произойти. Прозрачная фигура двигалась дальше, а я, как завороженная, следовала за ней. Всё так же не появлялось чувство холода, хотя, как я потом поняла, я всё это время шла босиком. И что также было весьма странным, мои ступни не проваливались в снег, а как будто плыли по поверхности, не оставляя на снегу никаких следов...
Наконец мы подошли к небольшой круглой поляне. И там… освещённые луной, по кругу стояли необыкновенно высокие, сверкающие фигуры. Они были очень похожи на людей, только абсолютно прозрачные и невесомые, как и моя необычная гостья. Все они были в длинных развевающихся одеждах, похожих на белые мерцающие плащи. Четверо фигур были мужскими, с абсолютно белыми (возможно седыми), очень длинными волосами, перехваченными ярко светящимися обручами на лбу. И две фигуры женские, которые были очень похожими на мою гостью, с такими же длинными волосами и огромным сверкающим кристаллом в середине лба. От них исходило то же самое успокаивающее тепло и я каким-то образом понимала, что со мной ничего плохого не может произойти.

Я не помню, как очутилась в центре этого круга. Помню только, как вдруг от всех этих фигур пошли ярко светящиеся зелёные лучи и соединились прямо на мне, в районе, где должно было быть моё сердце. Всё моё тело начало тихо «звучать»… (не знаю как можно было бы точнее определить моё тогдашнее состояние, потому что это было именно ощущение звука внутри). Звук становился всё сильнее и сильнее, моё тело стало невесомым и я повисла над землёй так же, как эти шестеро фигур. Зелёный свет стал нестерпимо ярким, полностью заполняя всё моё тело. Появилось ощущение невероятной лёгкости, будто я вот-вот собиралась взлететь. Вдруг в голове вспыхнула ослепительная радуга, как будто открылась дверь и я увидела какой-то совершенно незнакомый мир. Ощущение было очень странным – как будто я знала этот мир очень давно и в то же время, не знала его никогда.

Что такое нейротоксины? Это вещества, которые препятствуют электрической активности нервов, что препятствует их нормальной работе.

Как нейротоксины разрушают нервные клетки?

Нейротоксины — это вещества, которые взаимодействуют с нервными клетками, чрезмерно стимулируя их или прерывая процесс общения между ними. Это вредные процессы для нервных клеток, которые влияют на их химические процессы. Исследования ясно показывают, что нейротоксины уменьшают жизнь нервных клеток. Эти токсины связаны с различными нарушениями мозга и нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, хорея Хантингтона и болезнь Паркинсона.

За последние несколько десятилетий нейротоксины значительно распространились. Многие из них используют в пищу, которую мы едим, и воде, которую мы пьем. Наиболее широко используются нейротоксины в фаст фуде, консервациях, также часто используются в детской смеси.

Нейротоксины в пищевых продуктах

Если у вас есть ребенок или малыши, вы должны обратить особое внимание на 10 наиболее распространенных нейротоксинов, перечисленных ниже. Дети наиболее уязвимы к нейротоксинам, поскольку их организм все еще развивается. Обработанные продукты, такие как чипсы, конфеты и шоколад, часто содержат нейротоксины. Если вы столкнулись с пищей, содержащей любой из нейротоксинов, перечисленных ниже, вы должны избегать ее употребления.

Аспартам (он же Equal, AminoSweet, NutraSweet, Spoonful) — чаще всего используется в пищевых продуктах, не содержащих сахара. Особенно в жевательных резинах и напитках без сахара. Большинство аспартама получают из отходов генетически модифицированных бактерий. Исследования показывают, что аспартам может вызывать диабет, мигрень, почечную недостаточность, судороги, слепоту, ожирение, неврологические расстройства, психические заболевания и опухоли головного мозга.

Глутамат натрия (также известный как MSG) — чаще всего используется в чипсах, консервах, детском питании и ряде нездоровых продуктах. Независимые исследователи считают, что глутамат натрия играет важную роль в развитии нейродегенеративных заболеваний головного мозга, в том числе болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона. Доказательства, подтверждающие эту претензию, связаны с тем, что мононенасыщенные грутаны разрушают нейроны, особенно клетки мозга.

Sucralose (также известный как Splenda) — искусственный подсластитель, который используется в продуктах без сахара, особенно напитков. Сукралоза была обнаружена довольно случайно, в то время как исследования были проведены для создания нового инсектицида. Поэтому многие ученые считают, что сукралозу следует рассматривать как инсектицид. Этот токсин определяется многими как химический кузен ДДТ. Сукралоза представляет собой хлорированное соединение, и разложение этого типа соединений в организме высвобождает токсичные химические вещества.

Алюминий — этот металл распространен в питьевой воде и вакцинах. Алюминий очень сильно поглощается телом. Лимонная кислота или цитрат могут значительно увеличить ее абсорбцию. Вакцины являются одной из основных причин интоксикации алюминием, так как алюминий вводится непосредственно в организм.

Ртуть — этот тяжелый металл распространен в рыбных продуктах, вакцинах. Ртуть можно также найти в питьевой воде. Это один из самых токсичных нейротоксинов, потому что он легко разрушает ткань головного мозга.

Фтор (фторид натрия). Этот токсин очень распространен в питьевой воде и обычных зубных пастах. В прошлом фторид использовался как крысиный яд. Фторид, используемый в потребительских продуктах, представляет собой смесь очень опасных химических веществ. Также известный как фторид натрия, он не смешивается с природным фторидом кальция. По этой причине фторсодержащие зубные пасты имеют предупреждающие надписи.

Гидролизованный растительный белок — этот вредный пищевой ингредиент распространен в большинстве нездоровых продуктов. Он содержит высокие концентрации глутамата и аспартата, которые могут стимулировать нервные клетки и в конечном итоге привести к их смерти.

Казеинат кальция — этот токсин обычно используется в белковых добавках, нездоровых продуктах и шоколадных продуктах-энергетиках. Он повреждает мозг из-за его нейротоксических свойств.

Казеинат натрия — этот тип белка распространен в молочных продуктах и нездоровой пище. Считается, что он вызывает проблемы с аутизмом и желудочно-кишечными заболеваниями.

Экстракт дрожжей — это популярный пищевой ингредиент во многих обработанных пищевых продуктах, таких как консервы. Он токсичен для мозга.

Некоторые вещества могут оказывать крайне негативное воздействие на здоровье человека. Естественные или синтетические яды поражают почки, печень, сердце, повреждают кровеносные сосуды, вызывая кровотечения, или действуют на клеточном уровне. Нейротоксинами называют вещества, которые поражают нервные волокна и головной мозг, а результаты действия таких токсинов - нейротоксическими расстройствами. Воздействие подобного рода ядов может быть как отсроченным, так и вызывать острые состояния.

Что такое нейротоксины и где применяются отравляющие вещества

Нейротоксинами могут выступать химические вещества, лекарственные средства, вызывающие анестезию, антисептики, пары металлов, агрессивные моющие средства, пестициды и инсектициды. Некоторые живые организмы способны вырабатывать нейротоксины в ответ на угрозу иммунной системе, многочисленные ядовитые вещества присутствуют в окружающей среде.

Согласно данным научных исследований, обобщенным в публикации авторитетного еженедельного медицинского журнала ”The Lancet”, повреждать нервную систему человека могут около двухсот токсинов. Позднее (по изучению данных Национального Института Профессиональной Безопасности) появилась необходимость добавить к опубликованному списку еще столько же ядовитых веществ, тем или иным образом, оказывающих негативное влияние на ЦНС.

В последнем случае повреждение нервных волокон сочеталось с поражением сопутствующих органов и систем, а симптомы нейротоксического расстройства появлялись при превышении допустимых пределов воздействия.

Так, список химических веществ, которые можно отнести к нейротоксинам, расширяется в зависимости от того, каких критериев придерживается конкретное издание или автор.

Получить отравление нейротоксином можно при вдыхании ядовитых паров, повышении допустимой концентрации в крови или употреблении в пищу продуктов, насыщенных большим количеством токсичных веществ. Многие ядовитые вещества присутствуют в окружающей среде, товарах массового потребления, бытовых химикатах. Нейротоксины применяются в косметологии, медицине и промышленности.

В чем заключается нейротоксическое воздействие на организм

Нейротоскическое воздействие распространяется в первую очередь на головной мозг и нервные волокна. Нейтрализация работы клеток в нервной системе может приводить к параличу мышц, возникновению острой аллергической реакции, воздействует на общее психическое состояние человека. В тяжелых случаях отравление может вызвать кому и закончиться летальным исходом.

Ядовитые вещества подобного рода впитываются в нервные окончания, передаются в клетки и нарушают жизненно важные функции. Механизмы естественном детоксикации организма практически бессильны против нейротоксинов: в печени, например, основная функциональная особенность которой заключается в выведении вредных веществ, большинство нейротоксинов вследствие своего специфического характера повторно всасываются нервными волокнами.

Нейротоксический яд может осложнять течение любой болезни, что затрудняет окончательную диагностику и своевременное лечение.

Установление точного диагноза в обязательном порядке включает в себя определение предполагаемого источника заражения, изучение истории контактов с потенциальным ядом, выявление полной клинической картины и проведение лабораторных тестов.

Классификация наиболее известных представителей нейротоксинов

Медицинские источники разделяют нейротоксины на ингибиторы каналов, нервно-паралитические отравляющие вещества и нейротоксичные препараты. По происхождению различаются отравляющие вещества на полученные из внешней среды (экзогенные) и производимые организмом (эндогенные).

Классификация нейротоксинов, отравление которыми есть вероятность получить на производстве и в быту, включает в себя три группы наиболее распространенных веществ:

Тяжелые металлы. Ртуть, кадмий, свинец, сурьма, висмут, медь и другие вещества быстро всасываются в пищеварительный тракт, разносятся с кровотоком по всем жизненно важным органам и оседают в них.
Биотоксины. К биотоксинам относятся сильнодействующие яды, которые вырабатываются в частности морскими обитателями и пауками. Вещества могут проникать механическим путем (при укусе или уколе) или при употреблении в пищу ядовитых животных. Кроме того, к биотоксинам относятся бактерии ботулизма.
Ксенобиотики. Отличительная черта данной группы нейротоксинов состоит в пролонгированном воздействии на организм человека: период полураспада диоксина, например, составляет от 7 до 11 лет.

Симптомы поражения нейротоксинами

Нейротоксические расстройства, вызванные ядовитыми веществами, характеризуются рядом симптомов, типичных для отравлений в принципе, и специфическими признаками, возникающими при интоксикации определенным соединением.

Интоксикация тяжелыми металлами

Так, у больных возникают следующие признаки интоксикации тяжелыми металлами:

дискомфорт в животе;
вздутие, диарея или запоры;
тошнота и периодическая рвота.

При этом отравление конкретным металлом имеет свои отличительные особенности. Так, при интоксикации ртутью ощущается металлический привкус во рту, характерно повышенное слюноотделение и набухание лимфатических узлов, а отличается сильным кашлем (иногда с кровью), слезотечением, раздражением слизистых оболочек дыхательных путей.

Тяжелым случаем является : развивается анемия, кожные покровы становятся синюшными, быстро нарушается работа печени и почек.

Отравление биотоксинами

При отравлении биотоксинами в числе первых признаком интоксикации могут возникать:

повышенное слюноотделение, онемение языка, потеря чувствительности ног и рук (характерно для отравления тетродотоксином, содержащимся в рыбе фугу);
нарастающие боли в животе, тошнота и рвота, нарушения стула, “мушки” перед глазами и дыхательная недостаточность (интоксикация ботулотоксином);
сильные боли в сердце, гипоксия, параличи внутренних мышц (состояние, подобное сердечному приступу возникает при отравлении батрахотоксином, содержащимся в железах некоторых видов лягушек).

Интоксикация ксенобиотиками

Нейротоксичный яд антропогенного происхождения опасен тем, что симптомы интоксикации могут появляться в длительной перспективе, что приводит к хроническому отравлению.

Поражение формальдегидом или диоксинами - побочными продуктами производства пестицидов, бумаги, пластмасс и так далее - сопровождается следующими признаками:

упадок сил, быстрая утомляемость, бессонница;
боль в животе, потеря аппетита и истощение;
раздражение слизистых оболочек ротовой полости, глаз и дыхательных путей;
тошнота, рвота с кровью, диарея;
нарушение координации движений;
тревожность, бред, чувство страха.

Особенности отравления нейротоксинами

Отличительной особенностью нейротоксинов является поражение нервной системы человека.

Так, состояние пациента характеризуется:

нарушениями координации движений;
замедлением мозговой активности;
нарушениями сознания, потерей памяти;
пульсирующей головной болью;
потемнением в глазах.

К общим признакам, как правило, добавляются симптомы отравления со стороны дыхательной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем. Конкретная клиническая картина зависит от источника интоксикации.

Профилактика интоксикации на производстве и в быту

Профилактика отравлений во многом зависит от характера потенциальной угрозы. Так, чтобы избежать интоксикации биотоксинами следует подвергать тщательной тепловой обработке продукты питания, избегать употребления в пищу просроченных или некачественных продуктов, предотвращать контакты с потенциально ядовитыми животными и растениями. Предотвратить отравление тяжелыми металлами можно, используя изделия из данных материалов строго по назначению,соблюдая меры безопасности при работе на вредных производствах и санитарные правила.

Леонид Завальский

Нейротоксины все чаще используют в медицине для лечебных целей.

Некоторые нейротоксины с разной молекулярной структурой обладают сходным механизмом действия, вызывая фазовые переходы в мембранах нервных и мышечных клеток. Не последнюю роль в действии нейротоксинов играет гидратация, существенно влияющая на конформацию взаимодействующих ядов и рецепторов.

Сведения о ядовитости иглобрюхов (маки-маки, рыбы-собаки, фугу и др.) восходят к глубокой древности (более 2500 лет до нашей эры). Из европейцев первым дал подробное описание симптомов отравления известный мореплаватель Кук, который вместе с 16 моряками угостился иглобрюхом во время второго кругосветного путешествия в 1774 году. Ему еще повезло, поскольку он “едва притронулся к филе”, тогда как “свинья, съевшая внутренности, околела и сдохла”. Как ни странно, японцы не могут отказать себе в удовольствии отведать такой, с их точки зрения, деликатес, хотя и знают, как осторожно следует его готовить и опасно есть.

Первые признаки отравления появляются в интервале от нескольких минут до 3 часов после приема фугу в пищу. Вначале неудачливый едок ощущает покалывание и онемение языка и губ, распространяющееся затем на все тело. Потом начинается головная и желудочная боль, руки парализуются. Походка становится шатающейся, появляется рвота, атаксия, ступор, афазия. Дыхание затрудняется, артериальное давление снижается, понижается температура тела, развивается цианоз слизистых и кожи. Больной впадает в коматозное состояние, и вскоре после остановки дыхания прекращается и сердечная деятельность. Одним словом, типичная картина действия нервно-паралитического яда.

В 1909 году японский исследователь Тахара выделил активное начало из фугу и назвал его тетродотоксином. Однако лишь спустя 40 лет удалось выделить тетродотоксин в кристаллическом виде и установить его химическую формулу. Для получения 10 г тетродотоксина японскому ученому Тсуда (1967) пришлось переработать 1 тонну яичников фугу. Тетродотоксин представляет собой соединение аминопергидрохиназолина с гуанидиновой группой и обладает чрезвычайно высокой биологической активностью. Как оказалось, именно наличие гуанидиновой группы играет решающую роль в возникновении токсичности.

Одновременно с исследованием яда скалозубых рыб и иглобрюхов во многих лабораториях мира изучались токсины, выделенные из тканей других животных: саламандр, тритонов, ядовитых жаб и других. Интересным оказалось то, что в некоторых случаях ткани совершенно разных животных, не имеющих генетического родства, в частности калифорнийского тритона Taricha torosa, рыб рода Gobiodon, центрально-американских лягушек Atelopus, австралийских осьминогов Hapalochlaena maculosa, вырабатывали тот же самый яд тетродотоксин.

По действию тетродотоксин весьма схож с другим небелковым нейротоксином – сакситоксином, продуцируемым одноклеточными жгутиковыми динофлагеллятами. Яд этих жгутиковых одноклеточных может концентрироваться в тканях моллюсков мидий при массовом размножении, после чего мидии становятся ядовитыми при употреблении человеком в пищу. Изучение молекулярной структуры сакситоксина показало, что его молекулы, как и тетродотоксин, содержат гуанидиновую группу, даже две таких группы на молекулу. В остальном сакситоксин не имеет общих структурных элементов с тетродотоксином. Но механизм действия этих ядов одинаков.

В основе патологического действия тетродотоксина лежит его способность блокировать проведение нервного импульса в возбудимых нервных и мышечных тканях. Уникальность действия яда заключается в том, что он в очень низких концентрациях – 1 гамм (стотысячная доля грамма) на килограмм живого тела – блокирует входящий натриевый ток во время потенциала действия, что приводит к смертельному исходу. Яд действует только с наружной стороны мембраны аксона. На основании этих данных японские ученые Као и Нишияма высказали гипотезу, что тетродотоксин, размер гуанидиновой группы которого близок диаметру гидратированного иона натрия, входит в устье натриевого канала и застревает в нем, стабилизируясь снаружи остальной частью молекулы, размеры которой превышают диаметр канала. Аналогичные данные были получены при изучении блокирующего действия сакситоксина. Рассмотрим явление подробнее.

В состоянии покоя между внутренней и внешней сторонами мембраны аксона поддерживается разность потенциалов, равная примерно 60 мВ (снаружи потенциал положительный). При возбуждении нерва в точке приложения за короткое время (около 1 мс) разность потенциалов меняет знак и достигает 50 мВ – первая фаза потенциала действия. После достижения максимума потенциал в данной точке возвращается к исходному состоянию поляризации, но абсолютная величина его становится несколько больше, чем в состоянии покоя (70 мВ) – вторая фаза потенциала действия. В течение 3-4 мс потенциал действия в данной точке аксона возвращается в состояние покоя. Импульс короткого замыкания достаточен для возбуждения соседнего участка нерва и переполяризации его в тот момент, когда предыдущий участок возвращается к равновесию. Таким образом, потенциал действия распространяется по нерву в виде незатухающей волны, бегущей со скоростью 20-100 м/с.

Ходжкин и Хаксли с сотрудниками подробно исследовали процесс распространения нервного возбуждений и показали, что в состоянии покоя мембрана аксона непроницаема для натрия, тогда как калий свободно диффундирует через мембрану. «Вытекающий» наружу калий уносит положительный заряд, и внутренне пространство аксона заряжается отрицательно, препятствуя дальнейшему выходу калия. В итоге оказывается, что концентрация калия снаружи нервной клетки в 30 раз меньше, чем внутри. С натрием ситуация противоположная – в аксоплазме его концентрация в 10 раз ниже, чем в межклеточном пространстве.

Молекулы тетродотоксина и сакситоксина блокируют работу натриевого канала и, как следствие, препятствуют прохождению потенциала действия через аксон. Как видно, помимо специфического взаимодействия гуанидиновой группы с устьем канала (взаимодействие типа «ключ-замок»), определенную функцию во взаимодействии выполняет оставшаяся часть молекулы, подверженная гидратации молекулами воды из водно-солевого раствора в окружении мембраны.

Значение исследований действия нейротоксинов трудно переоценить, поскольку они впервые позволили приблизиться к пониманию таких фундаментальных явлений, как селективная ионная проницаемость клеточных мембран, лежащая в основе регуляции жизненных функций организма. Используя высоко специфическое связывание меченного тритием тетродотоксина, удалось подсчитать плотность натриевых каналов в мембране аксонов разных животных. Так, в гигантском аксоне кальмара плотность каналов составила 550 на квадратный мкм, а в портняжной мышце лягушки – 380.

Специфическое блокирование нервной проводимости позволило использовать тетродотоксин как мощный местный анестетик. В настоящее время во многих странах уже налажено производство обезболивающих препаратов на основе тетродотоксина. Имеются данные о положительном терапевтическом эффекте препаратов нейротоксина при бронхиальной астме и судорожных состояниях.

Весьма подробно исследованы к настоящему времени и механизмы действия наркотиков морфиевого ряда. Медицине и фармакологии давно известны свойства опия снимать болевые ощущения. Уже в 1803 году немецкий фармаколог Фриц Сертюнер сумел очистить препарат опиума и извлечь из него действующее начало – морфин. Медицинский препарат морфина широко использовался в клинической практике, особенно в годы первой мировой войны. Главный его недостаток – побочное действие, выражающееся в формировании химической зависимости и привыкания организма к наркотику. Поэтому были предприняты попытки найти замену морфию столь же эффективным обезболивающим средством, но лишенным побочного действия. Однако и все новые вещества, как оказалось на поверку, тоже вызывают синдром привыкания. Такая судьба постигла героин (1890), меперидин (1940) и другие производные морфина. Обилие различающихся по форме молекул опиатов дает основание для точного установления строения опиат-рецептора, к которому присоединяется молекула морфия, подобно рецептору тетродотоксина.

Все молекулы анальгетически активных опиатов имеют общие элементы. Молекула опия имеет жесткую Т-образную форму, представленную двумя взаимно перпендикулярными элементами. В основании Т-молекулы размещается гидроксильная группа, а на одном из концов горизонтальной планки – атом азота. Эти элементы составляют «базовую основу» ключа, открывающего рецептор-замок. Существенным представляется то, что обезболивающей и эйфорической активностью обладают лишь левовращающие изомеры морфиевого ряда, тогда как правовращающие такой активности лишены.

Многочисленными исследованиями было установлено, что опиат-рецепторы существуют в организмах всех без исключения позвоночных животных, от акулы до приматов, включая человека. Более того, оказалось, что сам организм способен синтезировать опиеподобные вещества, называемые энкефалинами (метионин-энкефалин и лейцин-энкефалин), состоящие из пяти аминокислот и обязательно содержащие специфический морфиевый «ключ». Энкефалины выбрасываются специальными энкефалиновыми нейронами и вызывают расслабление организма. В ответ на присоединение энкефалинов в опиат-рецептору управляющий нейрон посылает сигнал расслабления гладкой мускулатуре и воспринимается древнейшей формацией нервной системы – лимбическим мозгом – как состояние высшего блаженства, или эйфории. Такое состояние, например, может наступать после завершения стресса, хорошо выполненной работы или глубокого сексуального удовлетворения, требующих известной мобилизации сил организма. Морфий возбуждает опиат-рецептор, как и энкефалины, даже когда нет основания для блаженства, например, в случае болезни. Доказано, что состояние нирваны йогов есть не что иное, как эйфория, достигнутая выбросом энкефалинов путем аутотренинга и медитации. Таким способом йоги открывают доступ к гладкой мускулатуре и могут регулировать работу внутренних органов, даже приостанавливать биение сердца.

КАТЕГОРИИ