Otrovne i vrlo otrovne tvari s neurotoksičnim djelovanjem. Što su neurotoksini? Mehanizam djelovanja neurotoksina

>>>> Koje su opasnosti od neurotoksičnih učinaka?

Koje su opasnosti od neurotoksičnih učinaka?

Brojne tvari mogu štetno djelovati na živčana vlakna, a takve tvari nazivamo neurotoksinima, a njihove posljedice nazivamo neurotoksičnim poremećajima. Neurotoksini mogu uzrokovati akutne reakcije ili odgođeno djelovanje, pretvarajući toksični učinak u kronični proces.

Kemijski reagensi, anestetici, antiseptici, deterdženti, pesticidi, insekticidi, metalne pare i lijekovi s neurotoksičnim nuspojavama mogu djelovati kao neurotoksini. Neurotoksični učinci mogu započeti kada komponente ovih tvari slučajno dospiju u dišni sustav, u krv, te kada se prekorači njihova dopuštena koncentracija u krvi.

Neurotoksični učinci tvari na tijelu očituje se nizom znakova:

• Glavobolja,
• vrtoglavica,
• Osjećaj slabosti
• Slabost mišića udova,
• Poremećaji ravnoteže
• Osjećaj obamrlosti tkiva,
• Poremećaji osjetljivosti tkiva
• Spori ili oslabljeni refleksi
• Srčani poremećaji (aritmije, tahikardija),
• Oštećenje vida,
• Poremećaji disanja
• Bol sličan radikularnom sindromu,
• Poremećaji kretanja
• Zadržavanje urina ili urinarna inkontinencija,
• Zbunjenost.

Neurotoksični poremećaji mogu biti reverzibilni i nestati kada prestane djelovanje neurotoksina, ali također mogu dovesti do nepovratnih oštećenja u tijelu.

Možete biti izloženi neurotoksičnim učincima:

• u proizvodnji kemikalija, boravak u štetnoj atmosferi dugo vremena,
• pri radu s gnojivima i insekticidima u poljoprivredi i na privatnim ljetnim vikendicama,
• prilikom provođenja dezinfekcije prostora, boravka u atmosferi ispunjenoj parama koncentriranog dezinficijensa,
• tijekom popravaka i građevinskih radova s ​​bojama i lakovima, ljepilima, otapalima u slabo prozračenim prostorima,
• biti u blizini zone izgaranja s visokom koncentracijom ugljičnog monoksida,
• Biti u zoni kemijske katastrofe koju je izazvao čovjek (hitna ispuštanja).

Neurotoksični poremećaji mogu se s vremenom transformirati u bolesti živčanog sustava i mišićno-koštanog sustava: miopatije, Parkinsonova bolest, smanjenje ili gubitak vida, disfunkcija vestibularnog aparata, mentalna degradacija, tikovi, tremor.

Liječenje neurotoksičnih poremećaja temelji se na provođenju mjera detoksikacije za uklanjanje otrovnih tvari iz tijela i smanjenje njihove koncentracije u tkivima, uspostavljanje ravnoteže vode i elektrolita te čišćenje krvi od toksina putem hemosorpcije. U slučaju neurotoksikoze provodi se simptomatska terapija (antikonvulzivi, mišićni relaksanti, protuupalni lijekovi, antialergijski lijekovi) kako bi se otklonile smetnje koje nastaju kao posljedica toksičnog djelovanja. Prioritetni smjer u liječenju neurotoksičnih poremećaja je obnova respiratorne aktivnosti, hemodinamike i prevencija cerebralnog edema. Zatim se prate zahvaćeni organi, propisuje se odgovarajući tretman i obnavlja se motorička aktivnost.

Neurotoksini su botulinum toksin, poneratoksin, tetrodotoksin, batrahotoksin, sastojci otrova pčela, škorpiona, zmija i daždevnjaka.

Snažni neurotoksini, poput batrahotoksina, utječu na živčani sustav depolarizirajući živce i mišićna vlakna, povećavajući propusnost stanične membrane za ione natrija.

Mnogi otrovi i toksini koje organizmi koriste za obranu od kralješnjaka su neurotoksini. Najčešći učinak je paraliza, koja se javlja vrlo brzo. Neke životinje koriste neurotoksine u lovu, budući da paralizirani plijen postaje zgodan plijen.

Izvori neurotoksina

Vanjski

Neurotoksini koji dolaze iz vanjske sredine klasificiraju se kao egzogeni. Mogu biti plinovi (na primjer, ugljikov monoksid, BOM), metali (živa, itd.), tekućine i krutine.

Učinci egzogenih neurotoksina nakon što uđu u tijelo uvelike ovise o njihovoj dozi.

Domaći

Tvari proizvedene u tijelu mogu biti neurotoksične. Zovu se endogeni neurotoksini. Primjer je neurotransmiter glutamat, koji je toksičan u visokim koncentracijama i dovodi do apoptoze.

Klasifikacija i primjeri

Inhibitori kanala

Živčani agensi

• Alkilni derivati ​​metilfluorofosfonske kiseline: sarin, soman, ciklozarin, etilzarin.

• Kolintiofosfonati i kolinfosfonati: V-plinovi.

• Druge slične složenice: stado.

Neurotoksični lijekovi

vidi također

• Bradavica – riba koja izlučuje neurotoksin
• Nikotin je neurotoksin koji je posebno jak kod insekata
• Teratogeneza (mehanizam razvojnih anomalija)

Napišite recenziju članka "Neurotoksin"

Bilješke

1. Iako su samo tvari biološkog podrijetla toksini, termin neurotoksin odnosi se i na sintetske otrove. "Prirodni i sintetski neurotoksini", 1993, ISBN 978-0-12-329870-6, sect. “Predgovor”, citat: “Neurotoksini su otrovne tvari sa selektivnim djelovanjem na živčani sustav. Prema definiciji, toksini su prirodnog podrijetla, ali izraz "neurotoksin" naširoko se primjenjuje na neke sintetske kemikalije koje selektivno djeluju na neurone.
2. Kuch U, Molles BE, Omori-Satoh T, Chanhome L, Samejima Y, Mebs D (rujan 2003.). "". Toxicon 42 (4): 381–90. DOI:. PMID 14505938.
3. . Preuzeto 15. listopada 2008. .
4. Moser, Andreas.. - Boston: Birkhäuser, 1998. - ISBN 0-8176-3993-4.
5. Turner J. J., Parrott A. C.(engleski) // Neuropsychobiology. - 2000. - Vol. 42, br. 1 . - Str. 42-48. - DOI: [ Pogreška: Nevažeći DOI!] . - PMID 10867555.
6. Steinkellner T., Freissmuth M., Sitte H. H., Montgomery T.(engleski) // Biological chemistry. - 2011. - Vol. 392, br. 1-2. - Str. 103-115. - DOI:. - PMID 21194370.
7. Abreu-Villaça Y., Seidler F. J., Tate C. A., Slotkin T. A.(engleski) // Istraživanje mozga. - 2003. - Vol. 979, br. 1-2. - Str. 114-128. - PMID 12850578.
8. Pedraza C., García F. B., Navarro J. F.(engleski) // The international journal of neuropsychopharmacology / službeni znanstveni časopis Collegium Internationale Neuropsychopharmacologicum (CINP). - 2009. - Vol. 12, br. 9 . - Str. 1165-1177. - DOI:. - PMID 19288974.

Pogledajte ovaj predložak temeljne znanosti Klinička neuroznanost Kognitivna neuroznanost Ostala područja

Odlomak koji opisuje neurotoksin

Šest mjeseci nakon djedove smrti dogodio se događaj koji, po mom mišljenju, zaslužuje poseban spomen. Bila je zimska noć (a zime su u Litvi u to vrijeme bile vrlo hladne!). Upravo sam otišao u krevet kad sam iznenada osjetio čudan i vrlo nježan "poziv". Kao da me netko dozivao negdje izdaleka. Ustao sam i otišao do prozora. Noć je bila vrlo tiha, vedra i mirna. Duboki snježni pokrivač sjao je i svjetlucao hladnim iskrama po cijelom usnulom vrtu, kao da odsjaj mnogih zvijezda na njemu mirno plete svoju iskričavu srebrnu mrežu. Bilo je tako tiho, kao da se svijet ukočio u nekom čudnom letargijskom snu...
Odjednom sam ispred svog prozora ugledao blistavu figuru žene. Bio je vrlo visok, preko tri metra, potpuno proziran i svjetlucav, kao da je satkan od milijardi zvijezda. Osjetio sam neku čudnu toplinu kako izbija iz nje, koja me je obavila i kao da me nekamo zove. Stranac je mahnuo rukom, pozivajući ga da pođe za njom. I otišao sam. Prozori u mojoj sobi bili su vrlo veliki i niski, nestandardni prema normalnim standardima. Pri dnu su sezale gotovo do zemlje, tako da sam u svakom trenutku mogla slobodno ispuzati. Pratio sam svog gosta bez imalo straha. I ono što je bilo jako čudno je da uopće nisam osjećala hladnoću, iako je vani u tom trenutku bilo dvadeset stupnjeva ispod nule, a ja sam bila samo u dječjoj spavaćici.
Žena (ako se tako može nazvati) opet je odmahnula rukom, kao da ga poziva da pođe za njom. Bio sam vrlo iznenađen da je normalna "mjesečeva cesta" odjednom promijenila smjer i "slijedila" stranca, kao da stvara svjetleću stazu. I shvatio sam da moram ići tamo. Tako sam pratio svog gosta sve do šume. Posvuda je bila ista bolna, smrznuta tišina. Sve je okolo svjetlucalo i svjetlucalo u tihom sjaju mjesečine. Činilo se da se cijeli svijet ukočio u iščekivanju onoga što će se dogoditi. Prozirna figura krenula je dalje, a ja sam kao opčinjena krenula za njom. Osjećaj hladnoće se još uvijek nije javljao, iako sam, kako sam kasnije shvatio, sve to vrijeme hodao bos. I ono što je također bilo vrlo čudno je to da moje noge nisu utonule u snijeg, već kao da lebde po površini, ne ostavljajući nikakve tragove na snijegu...
Napokon smo došli do male okrugle čistine. A tamo... obasjani mjesecom, neobično visoki, svjetlucavi likovi stajali su u krugu. Bili su vrlo slični ljudima, samo potpuno prozirni i bestežinski, baš poput mog neobičnog gosta. Svi su nosili duge, lepršave haljine koje su izgledale poput svjetlucavih bijelih ogrtača. Četiri figure bile su muške, s potpuno bijelom (moguće sijedom), vrlo dugom kosom, presrečenom jarko svjetlećim obručima na čelu. I dvije ženske figure koje su bile vrlo slične mojoj gošći, s istom dugom kosom i ogromnim svjetlucavim kristalom nasred čela. Iz njih je izbijala ista umirujuća toplina i nekako sam shvatila da mi se ništa loše ne može dogoditi.

Ne sjećam se kako sam se našao u središtu tog kruga. Sjećam se samo kako su iznenada jarko blještave zelene zrake potekle iz svih tih figura i spojile se točno na mene, u području gdje je trebalo biti moje srce. Cijelo moje tijelo počelo je tiho “zvučati”... (Ne znam kako bih točnije definirao svoje tadašnje stanje, jer je to bio upravo osjećaj zvuka iznutra). Zvuk je postajao sve jači i jači, moje tijelo je postalo bestežinsko i visio sam iznad zemlje baš kao ovih šest figura. Zeleno svjetlo postalo je nepodnošljivo jako, potpuno mi je ispunilo cijelo tijelo. Postojao je osjećaj nevjerojatne lakoće, kao da ću poletjeti. Odjednom mi je u glavi bljesnula blistava duga, kao da su se otvorila vrata i ugledala sam neki potpuno nepoznat svijet. Osjećaj je bio vrlo čudan - kao da ovaj svijet poznajem jako dugo, au isto vrijeme, nikad ga nisam poznavao.

Što su neurotoksini? To su tvari koje ometaju električnu aktivnost živaca, onemogućujući im pravilan rad.

Kako neurotoksini uništavaju živčane stanice?

Neurotoksini su tvari koje stupaju u interakciju sa živčanim stanicama, pretjerano ih stimuliraju ili prekidaju komunikaciju među njima. To su štetni procesi za živčane stanice koji utječu na njihove kemijske procese. Istraživanja jasno pokazuju da neurotoksini smanjuju život živčanih stanica. Ti su toksini povezani s raznim poremećajima mozga i neurodegenerativnim bolestima poput Alzheimerove bolesti, Huntingtonove koreje i Parkinsonove bolesti.

Neurotoksini su značajno proliferirali tijekom posljednjih nekoliko desetljeća. Mnogi od njih se koriste u hrani koju jedemo i vodi koju pijemo. Najviše se koriste neurotoksini u brzoj hrani, konzerviranoj hrani, a često se koriste i u formulama za dojenčad.

Neurotoksini u hrani

Ako imate dijete ili malu djecu, trebali biste obratiti posebnu pozornost na 10 najčešćih neurotoksina navedenih u nastavku. Djeca su najosjetljivija na neurotoksine jer su njihova tijela još u razvoju. Prerađena hrana poput čipsa, slatkiša i čokolade često sadrži neurotoksine. Ako naiđete na hranu koja sadrži bilo koji od dolje navedenih neurotoksina, trebali biste je izbjegavati jesti.

Aspartam (aka Equal, AminoSweet, NutraSweet, Spoonful) - Najčešće se koristi u hrani bez šećera. Posebno u žvakaćim gumama i pićima bez šećera. Većina aspartama dobiva se iz otpada genetski modificiranih bakterija. Istraživanja pokazuju da aspartam može uzrokovati dijabetes, migrene, zatajenje bubrega, napadaje, sljepoću, pretilost, neurološke poremećaje, mentalne bolesti i tumore mozga.

Mononatrijev glutamat (poznat i kao MSG) najčešće se koristi u čipsu, konzerviranoj hrani, dječjoj hrani i brojnoj nezdravoj hrani. Neovisni istraživači vjeruju da MSG igra važnu ulogu u razvoju neurodegenerativnih bolesti mozga, uključujući Alzheimerovu, Parkinsonovu i Huntingtonovu bolest. Dokazi koji podupiru ovu tvrdnju dolaze iz činjenice da mononezasićeni grutani oštećuju neurone, posebice moždane stanice.

Sukraloza (također poznata kao Splenda) je umjetni zaslađivač koji se koristi u proizvodima bez šećera, posebno u pićima. Sukraloza je otkrivena sasvim slučajno dok su se provodila istraživanja za stvaranje novog insekticida. Stoga mnogi znanstvenici smatraju da sukralozu treba smatrati insekticidom. Ovaj toksin mnogi identificiraju kao kemijskog rođaka DDT-a. Sukraloza je klorirani spoj, a razgradnja ove vrste spoja u tijelu oslobađa otrovne kemikalije.

Aluminij – Ovaj metal je čest u vodi za piće i cjepivima. Tijelo dobro apsorbira aluminij. Limunska kiselina ili citrat mogu značajno povećati njegovu apsorpciju. Cjepiva su jedan od glavnih uzroka trovanja aluminijem jer se aluminij ubrizgava izravno u tijelo.

Živa - ovaj teški metal čest je u ribljim proizvodima i cjepivima. Živa se može naći i u vodi za piće. Jedan je od najotrovnijih neurotoksina jer lako uništava moždano tkivo.

Fluorid (natrijev fluorid). Ovaj je toksin vrlo čest u pitkoj vodi i običnim pastama za zube. U prošlosti se fluorid koristio kao otrov za štakore. Fluorid koji se koristi u potrošačkim proizvodima mješavina je vrlo opasnih kemikalija. Također poznat kao natrijev fluorid, ne miješa se s prirodnim kalcijevim fluoridom. Iz tog razloga paste za zube s fluorom imaju oznake upozorenja.

Hidrolizirani biljni protein – Ovaj nezdravi sastojak hrane čest je u većini nezdravih namirnica. Sadrži visoke koncentracije glutamata i aspartata koji mogu stimulirati živčane stanice i u konačnici dovesti do njihove smrti.

Kalcijev kazeinat – Ovaj se toksin obično koristi u proteinskim dodacima, nezdravoj hrani i čokoladnim energetskim pićima. Oštećuje mozak zbog svojih neurotoksičnih svojstava.

Natrijev kazeinat – Ova vrsta proteina česta je u mliječnim proizvodima i nezdravoj hrani. Vjeruje se da uzrokuje probleme s autizmom i gastrointestinalnim bolestima.

Ekstrakt kvasca je popularan sastojak hrane u mnogim procesiranim namirnicama kao što je konzervirana hrana. Toksičan je za mozak.

Neke tvari mogu imati izrazito negativne učinke na ljudsko zdravlje. Prirodni ili sintetski otrovi djeluju na bubrege, jetru, srce, oštećuju krvne žile, izazivajući krvarenje ili djeluju na staničnoj razini. Neurotoksini su tvari koje oštećuju živčana vlakna i mozak, a posljedice takvih toksina nazivaju se neurotoksični poremećaji. Djelovanje ove vrste otrova može biti ili odgođeno ili izazvati akutna stanja.

Što su neurotoksini i gdje se otrovne tvari koriste?

Neurotoksini mogu biti kemikalije, lijekovi koji izazivaju anesteziju, antiseptici, metalne pare, agresivni deterdženti, pesticidi i insekticidi. Neki živi organizmi sposobni su proizvoditi neurotoksine kao odgovor na prijetnju imunološkom sustavu, a brojne su otrovne tvari prisutne u okolišu.

Prema podacima znanstvenih istraživanja sažetih u publikaciji autoritativnog tjednog medicinskog časopisa “The Lancet”, oko dvjesto toksina može oštetiti ljudski živčani sustav. Kasnije (nakon proučavanja podataka Nacionalnog instituta za zaštitu na radu), postalo je potrebno dodati na objavljeni popis isti broj otrovnih tvari koje na ovaj ili onaj način negativno utječu na središnji živčani sustav.

U potonjem slučaju, oštećenje živčanih vlakana bilo je kombinirano s oštećenjem povezanih organa i sustava, a simptomi neurotoksičnog poremećaja pojavili su se kada su prekoračene dopuštene granice izloženosti.

Stoga se lista kemikalija koje se mogu klasificirati kao neurotoksini proširuje ovisno o kriterijima kojih se pojedina publikacija ili autor pridržava.

Neurotoksinima se možete otrovati udisanjem otrovnih para, povećanjem dopuštene koncentracije u krvi ili konzumiranjem hrane zasićene velikim količinama otrovnih tvari. Mnoge otrovne tvari prisutne su u okolišu, robi široke potrošnje i kućanskim kemikalijama. Neurotoksini se koriste u kozmetologiji, medicini i industriji.

Kakav je neurotoksični učinak na tijelo?

Neurotoksični učinci prvenstveno zahvaćaju mozak i živčana vlakna. Neutralizacija rada stanica živčanog sustava može dovesti do paralize mišića, pojave akutne alergijske reakcije, a utječe i na opće psihičko stanje osobe. U teškim slučajevima, trovanje može izazvati komu i biti smrtonosno.

Otrovne tvari te vrste apsorbiraju se u živčane završetke, prenose u stanice i remete vitalne funkcije. Prirodni tjelesni mehanizmi detoksikacije praktički su nemoćni protiv neurotoksina: u jetri, na primjer, čija je glavna funkcionalna značajka eliminacija štetnih tvari, većinu neurotoksina, zbog svoje specifičnosti, reapsorbira živčana vlakna.

Neurotoksični otrov može komplicirati tijek bilo koje bolesti, što otežava konačnu dijagnozu i pravodobno liječenje.

Utvrđivanje točne dijagnoze nužno uključuje utvrđivanje sumnjivog izvora infekcije, proučavanje povijesti kontakta s potencijalnim otrovom, utvrđivanje potpune kliničke slike i provođenje laboratorijskih testova.

Klasifikacija najpoznatijih predstavnika neurotoksina

Medicinski izvori klasificiraju neurotoksine u inhibitore kanala, živčane tvari i neurotoksične lijekove. Prema podrijetlu otrovne tvari dijelimo na one dobivene iz vanjske sredine (egzogene) i one koje proizvodi sam organizam (endogene).

Klasifikacija neurotoksina, od kojih se trovanje može dogoditi na poslu i kod kuće, uključuje tri skupine najčešćih tvari:

1. Teški metali. Živa, kadmij, olovo, antimon, bizmut, bakar i druge tvari brzo se apsorbiraju u probavni trakt, prenose krvotokom do svih vitalnih organa i talože se u njima.
2. Biotoksini. Biotoksini uključuju snažne otrove koje posebno proizvode morski život i pauci. Tvari mogu prodrijeti mehanički (ugrizom ili injekcijom) ili jedenjem otrovnih životinja. Osim toga, bakterije botulizma su biotoksini.
3. Ksenobiotici. Posebnost ove skupine neurotoksina je njihov produljeni učinak na ljudsko tijelo: poluživot dioksina, na primjer, kreće se od 7 do 11 godina.

Simptomi oštećenja neurotoksinom

Neurotoksični poremećaji uzrokovani otrovnim tvarima karakterizirani su nizom simptoma koji su načelno tipični za trovanje, te specifičnim znakovima koji se javljaju tijekom otrovanja određenim spojem.

Opijenost teškim metalima

Stoga pacijenti doživljavaju sljedeće znakove trovanja teškim metalima:

• nelagoda u trbuhu;
• nadutost, proljev ili zatvor;
• mučnina i povremeno povraćanje.

U isto vrijeme, trovanje određenim metalom ima svoje karakteristične karakteristike. Tako se kod trovanja živom u ustima osjeća metalni okus, karakteristično je pojačano lučenje sline i oticanje limfnih čvorova, a karakterizira ga jak kašalj (ponekad s krvlju), suzenje i iritacija sluznice dišni put.

Teži slučaj je: razvija se anemija, koža postaje plavkasta, rad jetre i bubrega brzo dolazi do poremećaja.

Otrovanje biotoksinima

U slučaju trovanja biotoksinima, prvi znakovi trovanja mogu uključivati:

• pojačano lučenje sline, utrnulost jezika, gubitak osjeta u nogama i rukama (tipično za trovanje tetrodotoksinom koji sadrži riba napuhač);
• pojačana bol u trbuhu, mučnina i povraćanje, nepravilna crijeva, mrlje pred očima i zatajenje disanja (trovanje botulinum toksinom);
• jaka bol u srcu, hipoksija, paraliza unutarnjih mišića (stanje slično srčanom udaru javlja se kod trovanja batrahotoksinom koji se nalazi u žlijezdama nekih vrsta žaba).

Intoksikacija ksenobioticima

Neurotoksični otrov antropogenog podrijetla opasan je jer se simptomi intoksikacije mogu pojaviti tijekom dugog vremenskog razdoblja, što dovodi do kroničnog trovanja.

Oštećenja od formaldehida ili dioksina - nusproizvoda proizvodnje pesticida, papira, plastike i sl. - prate sljedeći simptomi:

• gubitak snage, umor, nesanica;
• bolovi u trbuhu, gubitak apetita i iscrpljenost;
• iritacija sluznice usta, očiju i dišnog trakta;
• mučnina, povraćanje krvi, proljev;
• poremećena koordinacija pokreta;
• tjeskoba, delirij, osjećaj straha.

Značajke trovanja neurotoksinima

Posebnost neurotoksina je oštećenje ljudskog živčanog sustava.

Dakle, stanje pacijenta karakterizira:

• poremećena koordinacija pokreta;
• usporavanje aktivnosti mozga;
• poremećaji svijesti, gubitak pamćenja;
• pulsirajuća glavobolja;
• zamračenje očiju.

U pravilu opći simptomi uključuju simptome trovanja iz dišnog, probavnog i kardiovaskularnog sustava. Specifična klinička slika ovisi o izvoru intoksikacije.

Prevencija opijanja na poslu i kod kuće

Prevencija trovanja uvelike ovisi o prirodi potencijalne prijetnje. Dakle, kako bi se izbjeglo trovanje biotoksinima, hranu treba dobro termički obraditi, izbjegavati jesti proizvode kojima je istekao rok trajanja ili nekvalitetne proizvode te spriječiti kontakt s potencijalno otrovnim životinjama i biljkama. Trovanje teškim metalima može se spriječiti korištenjem proizvoda izrađenih od ovih materijala strogo za njihovu namjenu, poštujući sigurnosne mjere pri radu u opasnim industrijama i sanitarna pravila.

Leonid Zavalski

Neurotoksini se sve više koriste u medicini u terapeutske svrhe.

Neki neurotoksini različite molekularne strukture imaju sličan mehanizam djelovanja, uzrokujući fazne prijelaze u membranama živčanih i mišićnih stanica. Važnu ulogu u djelovanju neurotoksina ima hidratacija, koja značajno utječe na konformaciju otrova i receptora koji međusobno djeluju.

Podaci o otrovnosti napuhača (maki-maki, pas, napuhač i dr.) sežu još u antičko doba (više od 2500 godina pr. Kr.). Od Europljana, prvi je dao detaljan opis simptoma trovanja slavni moreplovac Cook, koji se zajedno sa 16 mornara počastio ribom puferom tijekom svog drugog putovanja oko svijeta 1774. godine. Imao je sreće, jer je “jedva dotakao filet”, dok je “svinja, koja je jela iznutrice, crknula i crknula”. Začudo, Japanci si ne mogu uskratiti užitak kušanja ove, s njihove točke gledišta, delicije, iako znaju koliko je pažljivo treba pripremiti i koliko je opasno jesti.

Prvi znakovi trovanja pojavljuju se unutar nekoliko minuta do 3 sata nakon konzumacije fugu. Nesretni jedač najprije osjeti trnce i obamrlost jezika i usana, a zatim se proširi na cijelo tijelo. Tada počinju glavobolja i bolovi u trbuhu, a ruke mi se paraliziraju. Hod postaje nesiguran, javlja se povraćanje, ataksija, stupor i afazija. Disanje postaje otežano, snižava se krvni tlak, pada tjelesna temperatura, razvija se cijanoza sluznica i kože. Bolesnik pada u komatozno stanje, a ubrzo nakon prestanka disanja prestaje i srčana aktivnost. Jednom riječju, tipična slika djelovanja živčanog otrova.

Godine 1909. japanski istraživač Tahara izolirao je aktivni sastojak iz fugua i nazvao ga tetrodotoksin. Međutim, tek 40 godina kasnije bilo je moguće izolirati tetrodotoksin u kristalnom obliku i utvrditi njegovu kemijsku formulu. Za dobivanje 10 g tetrodotoksina japanski znanstvenik Tsuda (1967.) morao je obraditi 1 tonu jajnika fugua. Tetrodotoksin je spoj aminoperhidrokinazolina s gvanidinskom skupinom i ima izrazito visoku biološku aktivnost. Kako se pokazalo, prisutnost gvanidinske skupine igra odlučujuću ulogu u pojavi toksičnosti.

Istodobno s proučavanjem otrova riba zubaca i napuhača, mnogi laboratoriji diljem svijeta proučavali su toksine izolirane iz tkiva drugih životinja: daždevnjaka, tritona, otrovnih žaba krastača i drugih. Pokazalo se zanimljivim da su u nekim slučajevima tkiva potpuno različitih životinja koje nisu genetski srodne, posebice kalifornijski triton Taricha torosa, ribe iz roda Gobiodon, srednjoameričke žabe Atelopus, australske hobotnice Hapalochlaena maculosa, proizvele isti otrov tetrodotoksin.

Djelovanje tetrodotoksina vrlo je slično drugom neproteinskom neurotoksinu, saksitoksinu, kojeg proizvode jednostanični flagelirani dinoflagelati. Otrov ovih jednostaničnih organizama s bičem može se koncentrirati u tkivima mekušaca dagnji tijekom masovne reprodukcije, nakon čega dagnje postaju otrovne kada ih konzumiraju ljudi. Istraživanje molekularne strukture saksitoksina pokazalo je da njegove molekule, poput tetrodotoksina, sadrže gvanidinsku skupinu, čak dvije takve skupine po molekuli. Inače, saksitoksin nema zajedničkih strukturnih elemenata s tetrodotoksinom. Ali mehanizam djelovanja ovih otrova je isti.

Patološki učinak tetrodotoksina temelji se na njegovoj sposobnosti da blokira provođenje živčanih impulsa u ekscitabilnim živčanim i mišićnim tkivima. Jedinstvenost djelovanja otrova leži u činjenici da u vrlo niskim koncentracijama - 1 gama (stotisućiti dio grama) po kilogramu živog tijela - blokira ulaznu struju natrija tijekom akcijskog potencijala, što dovodi do smrti. . Otrov djeluje samo na vanjskoj strani membrane aksona. Na temelju tih podataka japanski znanstvenici Kao i Nishiyama pretpostavili su da tetrodotoksin, čija je veličina gvanidinske skupine bliska promjeru hidratiziranog natrijeva iona, ulazi u usta natrijeva kanala i zaglavi u njemu te se stabilizira na izvana ostatkom molekule, čije dimenzije premašuju promjer kanala. Slični podaci dobiveni su proučavanjem blokirajućeg učinka saksitoksina. Razmotrimo fenomen detaljnije.

U mirovanju se između unutarnje i vanjske strane membrane aksona održava razlika potencijala od približno 60 mV (vanjski potencijal je pozitivan). Kada se živac pobudi na mjestu primjene u kratkom vremenu (oko 1 ms), razlika potencijala mijenja predznak i doseže 50 mV - prva faza akcijskog potencijala. Nakon postizanja maksimuma potencijal se u danoj točki vraća u početno stanje polarizacije, ali njegova apsolutna vrijednost postaje nešto veća nego u mirovanju (70 mV) – druga faza akcijskog potencijala. Unutar 3-4 ms, akcijski potencijal u ovoj točki na aksonu vraća se u stanje mirovanja. Impuls kratkog spoja dovoljan je da pobudi susjedni dio živca i repolarizira ga u trenutku kada se prethodni dio vrati u ravnotežu. Dakle, akcijski potencijal se širi duž živca u obliku neprigušenog vala koji putuje brzinom od 20-100 m/s.

Hodgkin i Huxley sa svojim suradnicima detaljno su proučavali proces širenja živčanih podražaja i pokazali da je u stanju mirovanja membrana aksona nepropusna za natrij, dok kalij slobodno difundira kroz membranu. Kalij koji "istječe" odnosi pozitivan naboj, a unutarnji prostor aksona postaje negativno nabijen, sprječavajući daljnje otpuštanje kalija. Kao rezultat toga, ispada da je koncentracija kalija izvan živčane stanice 30 puta manja nego unutra. S natrijem je situacija suprotna - u aksoplazmi je njegova koncentracija 10 puta niža nego u međustaničnom prostoru.

Molekule tetrodotoksina i saksitoksina blokiraju natrijev kanal i, kao rezultat, sprječavaju prolaz akcijskog potencijala kroz akson. Kao što se vidi, uz specifičnu interakciju gvanidinske skupine s ušćem kanala (interakcija tipa “ključ-brava”), određenu funkciju u interakciji ima i preostali dio molekule, predmet do hidratacije molekulama vode iz vodeno-slane otopine okružene membranom.

Važnost istraživanja djelovanja neurotoksina teško se može precijeniti, jer su nam po prvi put omogućila da se približimo razumijevanju tako temeljnih fenomena kao što je selektivna ionska propusnost staničnih membrana, koja je u osnovi regulacije vitalnih funkcija tijela . Korištenjem visoko specifičnog vezanja tetrodotoksina obilježenog tricijem, bilo je moguće izračunati gustoću natrijevih kanala u aksonskoj membrani različitih životinja. Tako je u divovskom aksonu lignje gustoća kanala bila 550 po kvadratnom mikrometru, au žabljem sartorius mišiću 380.

Specifično blokiranje vodljivosti živaca omogućilo je korištenje tetrodotoksina kao snažnog lokalnog anestetika. Trenutno su mnoge zemlje već uspostavile proizvodnju lijekova protiv bolova na temelju tetrodotoksina. Postoje dokazi o pozitivnom terapijskom učinku neurotoksinskih lijekova kod bronhijalne astme i konvulzivnih stanja.

Mehanizmi djelovanja morfina sada su vrlo detaljno proučeni. Medicina i farmakologija odavno poznaju svojstva opijuma za ublažavanje bolova. Već 1803. godine njemački farmakolog Fritz Serthuner uspio je opijumsku drogu pročistiti i iz nje izdvojiti djelatnu tvar - morfij. Lijek morfij bio je široko korišten u kliničkoj praksi, osobito tijekom Prvog svjetskog rata. Njegov glavni nedostatak je nuspojava, koja se izražava u stvaranju kemijske ovisnosti i ovisnosti tijela o lijeku. Stoga se pokušalo pronaći zamjenu za morfij s jednako učinkovitim lijekom protiv bolova, ali bez nuspojava. Međutim, sve nove tvari, kako se pokazalo, također uzrokuju sindrom ovisnosti. Takva je sudbina zadesila heroin (1890.), meperidin (1940.) i druge derivate morfija. Mnoštvo molekula opijata različitih oblika pruža osnovu za točno utvrđivanje strukture opijatnog receptora na koji je vezana molekula morfija, slično receptoru tetrodotoksina.

Sve molekule analgetski aktivnih opijata imaju zajedničke elemente. Molekula opijuma ima kruti T-oblik, predstavljen s dva međusobno okomita elementa. U bazi T-molekule nalazi se hidroksilna skupina, a na jednom kraju vodoravne trake nalazi se atom dušika. Ovi elementi čine "osnovnu osnovu" ključa koji otvara receptorsku bravu. Čini se značajnim da samo lijevorotirajući izomeri serije morfina imaju analgetsko i euforično djelovanje, dok su desnorotirajući izomeri lišeni takvog djelovanja.

Brojna istraživanja su utvrdila da receptori za opijate postoje u tijelima svih kralježnjaka bez iznimke, od morskih pasa do primata, uključujući i čovjeka. Štoviše, pokazalo se da je samo tijelo sposobno sintetizirati supstance slične opijumu zvane enkefalini (metionin-enkefalin i leucin-enkefalin), koje se sastoje od pet aminokiselina i nužno sadrže određeni morfijski "ključ". Enkefaline oslobađaju posebni enkefalinski neuroni i uzrokuju opuštanje tijela. Kao odgovor na vezivanje enkefalina za opijatni receptor, kontrolni neuron šalje signal opuštanja glatkim mišićima i percipira ga najstarija tvorevina živčanog sustava – limbički mozak – kao stanje vrhunskog blaženstva, odnosno euforije. Takvo se stanje, primjerice, može dogoditi nakon prestanka stresa, dobro obavljenog posla ili dubokog seksualnog zadovoljstva, zahtijevajući određenu mobilizaciju tjelesnih snaga. Morfin pobuđuje opijatni receptor, poput enkefalina, čak i kada nema razloga za blaženstvo, na primjer, u slučaju bolesti. Dokazano je da stanje nirvane jogija nije ništa više od euforije koja se postiže otpuštanjem enkefalina kroz autotrening i meditaciju. Na taj način jogiji otvaraju pristup glatkim mišićima i mogu regulirati rad unutarnjih organa, čak i zaustaviti otkucaje srca.