Otrovne i vrlo otrovne tvari neurotoksičnog djelovanja. Što su neurotoksini? Mehanizam djelovanja neurotoksina

>>>> Zašto su neurotoksični učinci opasni?

Zašto su neurotoksični učinci opasni?

Niz tvari može štetno djelovati na živčana vlakna, te se takve tvari nazivaju neurotoksini, a posljedice njihova djelovanja nazivaju se neurotoksični poremećaji. Neurotoksini mogu uzrokovati akutne reakcije ili odgođeno djelovanje, pretvarajući toksični učinak u kronični proces.

Kemijski reagensi, anestetici, antiseptici, deterdženti, pesticidi, insekticidi, metalne pare, lijekovi s neurotoksičnim nuspojavama mogu djelovati kao neurotoksini. Neurotoksično djelovanje može 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 na više načina:

• Glavobolja,
• vrtoglavica,
• Osjećam se glupo
• Slabost mišića udova
• neravnoteže,
• 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 svijesti.

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

Neurotoksični učinci mogu biti izloženi:

• u proizvodnji kemikalija, boravak u štetnoj atmosferi dugo vremena,
• pri radu s gnojivima i insekticidima u poljoprivredi iu privatnim ljetnim vikendicama,
• prilikom dezinfekcije prostora, boravak 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 izazvane čovjekom (slučajne emisije).

Neurotoksični poremećaji mogu se s vremenom transformirati u bolesti živčanog sustava i mišićno-koštanog sustava: miopatija, Parkinsonova bolest, smanjenje ili gubitak vida, poremećaj 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, čišćenje krvi od toksina hemosorpcijom. Kod neurotoksikoze provodi se simptomatska terapija (antikonvulzivi, relaksanti mišića, protuupalni lijekovi, antialergijski lijekovi) kako bi se uklonili poremećaji koji su posljedica toksičnih učinaka. 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, daždevnjaka.

Snažni neurotoksini, poput batrahotoksina, djeluju 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 nastupa vrlo brzo. Neke životinje koriste neurotoksine u lovu, jer paralizirani plijen postaje zgodan plijen.

Izvori neurotoksina

Vanjski

Neurotoksini iz vanjske sredine su egzogeni. To mogu biti plinovi (na primjer, ugljikov monoksid, CWA), metali (živa, itd.), tekućine i krutine.

Djelovanje egzogenih neurotoksina nakon prodiranja u tijelo uvelike ovisi o njihovoj dozi.

Interni

Neurotoksičnost mogu imati tvari koje se proizvode unutar tijela. 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, etilsarin.

• Kolintiofosfonati i kolinfosfonati: V-plinovi.

• Ostali slični spojevi:, tabun.

Neurotoksični lijekovi

vidi također

• Bradavica je riba koja proizvodi neurotoksin
• Nikotin je neurotoksin s posebno jakim djelovanjem na insekte.
• Teratogeneza (mehanizam nastanka razvojnih anomalija)

Napišite recenziju na članak "Neurotoksin"

Bilješke

1. Iako su samo tvari biološkog podrijetla toksini, termin neurotoksin se također primjenjuje na sintetske otrove. "Prirodni i sintetski neurotoksini", 1993, ISBN 978-0-12-329870-6, sect. „Predgovor“, citat: „Neurotoksini su otrovne tvari selektivnog djelovanja 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. jedan . - 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., Garcia 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 Fundamentalna znanost Klinička neuroznanost Kognitivna neuroznanost Ostala područja

Odlomak koji karakterizira Neurotoxin

Šest mjeseci nakon djedove smrti dogodio se događaj koji, po mom mišljenju, zaslužuje poseban spomen. Bila je zimska noć (a zime u Litvi su tada bile vrlo hladne!). Upravo sam legao u krevet kad sam iznenada osjetio neobičan i vrlo blag "poziv". Kao da me netko zove negdje izdaleka. Ustao sam i otišao do prozora. Noć je bila vrlo tiha, vedra i mirna. Duboki snijeg blistao je i svjetlucao hladnim iskrama po cijelom usnulom vrtu, kao da je odsjaj mnogih zvijezda na njemu mirno pleo svoju iskričavu srebrnu mrežu. Bilo je tako tiho, kao da se svijet zaledio u nekom čudnom letargičnom snu...
Odjednom, točno ispred svog prozora, ugledao sam svjetleći lik 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 takoreći nekamo zvala. Stranac je mahnula rukom, pozivajući ih da je slijede. 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 mogao slobodno izaći. Pratio sam svog gosta bez imalo straha. I što je bilo vrlo čudno - apsolutno nisam osjećala hladnoću, iako je u tom trenutku vani 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 što je normalna "mjesečeva cesta" iznenada, promijenivši smjer, "pratila" 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. Svejedno, hladnoće nije bilo, iako sam, kako sam kasnije shvatio, sve to vrijeme hodao bos. I što je također bilo vrlo čudno, moja stopala nisu pala u snijeg, već kao da lebde na površini, ne ostavljajući tragove na snijegu ...
Napokon smo došli do male okrugle čistine. A tamo ... obasjane mjesecom, neobično visoke, svjetlucave figure stajale su u krugu. Bili su vrlo slični ljudima, samo potpuno prozirni i bez težine, poput mog neobičnog gosta. Svi su nosili duge lepršave haljine koje su izgledale poput svjetlucavih bijelih ogrtača. Četiri figure bili su muškarci, s potpuno bijelom (moguće sijedom), vrlo dugom kosom uhvaćenom u jarko svjetleće kolutove na njihovim čelima. 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 blistave zelene zrake izašle 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 bi bilo moguće točnije definirati moje tadašnje stanje, jer to je 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 blještava duga bljesnula u glavi, kao da su se otvorila vrata i ugledala sam neki potpuno nepoznati svijet. Osjećaj je bio vrlo čudan - kao da ovaj svijet poznajem jako dugo, au isto vrijeme ga nikad nisam poznavao.

Što su neurotoksini? To su tvari koje ometaju električnu aktivnost živaca, što onemogućuje njihov pravilan rad.

Kako neurotoksini uništavaju živčane stanice?

Neurotoksini su tvari koje stupaju u interakciju sa živčanim stanicama, pretjerano ih stimuliraju ili prekidaju komunikacijski proces između njih. 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.

Tijekom proteklih nekoliko desetljeća, neurotoksini su značajno proliferirali. Mnogi od njih se koriste u hrani koju jedemo i vodi koju pijemo. Neurotoksini se najviše koriste u brzoj hrani, konzerviranoj hrani, a često se koriste i u dojenčadi.

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 ste izloženi hrani 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 otpadnih produkata genetski modificiranih bakterija. Studije pokazuju da aspartam može uzrokovati dijabetes, migrene, zatajenje bubrega, napadaje, sljepoću, pretilost, neurološke poremećaje, mentalne bolesti i tumore mozga.

Mononatrijev glutamat (također poznat kao MSG) najčešće se koristi u čipsu, konzerviranoj hrani, dječjoj hrani i brojnoj nezdravoj hrani. Neovisni istraživači vjeruju da mononatrijev glutamat igra važnu ulogu u razvoju neurodegenerativnih bolesti mozga, uključujući Alzheimerovu, Parkinsonovu i Huntingtonovu bolest. Dokazi koji podupiru ovu tvrdnju dolaze iz činjenice da mononezasićeni glutani uništavaju 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 i razgradnjom ove vrste spoja u tijelu oslobađaju se otrovne kemikalije.

Aluminij – Ovaj metal je čest u vodi za piće i cjepivima. Aluminij se vrlo snažno apsorbira u tijelu. 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, cjepivima. Živa se može naći i u vodi za piće. Jedan je od najotrovnijih neurotoksina jer lako uništava moždano tkivo.

Fluor (natrijev fluorid). Ovaj je toksin vrlo čest u vodi za piće i uobičajenim pastama za zube. U prošlosti se fluorid koristio kao otrov za štakore. Fluor koji se koristi u potrošačkim proizvodima mješavina je vrlo opasnih kemikalija. Također poznat kao natrijev fluorid, ne može se miješati s prirodnim kalcijevim fluoridom. Iz tog razloga paste za zube s fluorom nose 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 na kraju dovesti do njihove smrti.

Kalcijev kazeinat – Ovaj se toksin obično koristi u proteinskim dodacima, nezdravoj hrani i čokoladnim energetskim proizvodima. 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 popularan je sastojak hrane u mnogim procesiranim namirnicama poput konzervirane hrane. 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 uzrokujući krvarenje ili djeluju na staničnoj razini. Neurotoksini su tvari koje utječu na živčana vlakna i mozak, a rezultati djelovanja takvih toksina nazivaju se neurotoksični poremećaji. Djelovanje ove vrste otrova može biti odgođeno i izazvati akutna stanja.

Što su neurotoksini i gdje se koriste otrovne tvari

Neurotoksini mogu biti kemikalije, anestetici, antiseptici, metalne pare, jaki 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, sažetim u publikaciji autoritativnog tjednika medicinskog časopisa "The Lancet", oko dvjesto toksina može oštetiti ljudski živčani sustav. Kasnije (prema proučavanju podataka Nacionalnog instituta za zaštitu na radu), postalo je potrebno na objavljeni popis dodati što više otrovnih tvari, na ovaj ili onaj način, s negativnim učinkom 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.

Dakle, popis kemikalija koje se mogu pripisati neurotoksinima širi se ovisno o kriterijima kojih se pojedina publikacija ili autor pridržava.

Otrovanje neurotoksinima može se dobiti udisanjem otrovnih para, povećanjem dopuštene koncentracije u krvi ili konzumiranjem hrane zasićene velikom količinom otrovnih tvari. Mnoge otrovne tvari prisutne su u okolišu, robi široke potrošnje, kućanskim kemikalijama. Neurotoksini se koriste u kozmetologiji, medicini i industriji.

Kakav je neurotoksični učinak na tijelo

Neurotoksični učinak proteže se prvenstveno na 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 uklanjanje štetnih tvari, većinu neurotoksina, zbog svoje specifičnosti, reapsorbira živčana vlakna.

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

Utvrđivanje točne dijagnoze bez greške uključuje utvrđivanje navodnog izvora infekcije, proučavanje povijesti kontakata s potencijalnim otrovom, utvrđivanje potpune kliničke slike i provođenje laboratorijskih testova.

Klasifikacija najpoznatijih predstavnika neurotoksina

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

Klasifikacija neurotoksina, koji se mogu otrovati 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 su jaki otrovi koje posebno proizvode morski život i pauci. Tvari se mogu unijeti mehanički (ugrizom ili bockanjem) ili ingestijom otrovnih životinja. Osim toga, bakterije botulizma su među biotoksinima.
3. Ksenobiotici. Posebnost ove skupine neurotoksina je produženi učinak na ljudsko tijelo: poluživot dioksina je, na primjer, od 7 do 11 godina.

Simptomi oštećenja neurotoksinima

Neurotoksični poremećaji uzrokovani otrovnim tvarima karakterizirani su nizom simptoma tipičnih za otrovanje općenito, te specifičnim znakovima koji se javljaju tijekom otrovanja određenim spojem.

toksičnost teških metala

Dakle, pacijenti imaju sljedeće znakove trovanja teškim metalima:

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

U isto vrijeme, trovanje određenim metalom ima svoje osobine. Dakle, kod intoksikacije živom u ustima se osjeća metalni okus, karakteristično je pojačano lučenje sline i oticanje limfnih čvorova, a odlikuje se jakim kašljem (ponekad s krvlju), suzenjem i iritacijom sluznice dišni put.

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

Otrovanje biotoksinima

U slučaju trovanja biotoksinima među prvim znakovima intoksikacije mogu se pojaviti:

• 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, poremećaji stolice, "mušice" pred očima i zatajenje disanja (otrovanje 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).

Trovanje ksenobioticima

Neurotoksični otrov antropogenog podrijetla je opasan jer se simptomi intoksikacije mogu pojaviti dugoročno, što dovodi do kroničnog trovanja.

Oštećenje formaldehidom ili dioksinima - nusproduktima proizvodnje pesticida, papira, plastike i sl. - popraćeno je sljedećim simptomima:

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

Značajke trovanja neurotoksinima

Posebnost neurotoksina je oštećenje ljudskog živčanog sustava.

Dakle, stanje bolesnika karakterizira:

• kršenja koordinacije pokreta;
• usporavanje aktivnosti mozga;
• poremećaji svijesti, gubitak pamćenja;
• pulsirajuća glavobolja;
• mračenje u očima.

Općim znakovima, u pravilu, dodaju se simptomi 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 namirnice kojima je istekao rok trajanja ili nekvalitetne namirnice, te spriječiti kontakte 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. Ne posljednju ulogu u djelovanju neurotoksina igra hidratacija, koja značajno utječe na konformaciju interakcijskih otrova i receptora.

Podaci o otrovnosti napuhača (makovnjače, makovnjače, ribice, fugu i dr.) sežu još u antičko doba (više od 2500 godina pr. Kr.). Od Europljana, prvi je detaljan opis simptoma trovanja dao slavni moreplovac Cook, koji se zajedno sa 16 mornara počastio ribom puferom tijekom drugog putovanja oko svijeta 1774. godine. Imao je ipak sreće, jer je "jedva dotaknuo file", dok je "svinja, koja je pojela iznutrice, crknula i uginula". Začudo, Japanci ne mogu sebi uskratiti zadovoljstvo kušanja takve, s njihove točke gledišta, delicije, iako znaju koliko pažljivo treba biti kuhana i opasna za jelo.

Prvi znakovi trovanja javljaju se u razdoblju od nekoliko minuta do 3 sata nakon uzimanja fuge. U početku nesretni izjelica osjeti trnce i obamrlost jezika i usana, a zatim se proširi na cijelo tijelo. Tada počinju glavobolja i bolovi u trbuhu, ruke postaju paralizirane. Hod postaje nesiguran, javlja se povraćanje, ataksija, stupor, afazija. Disanje postaje otežano, snižava se krvni tlak, snižava se tjelesna temperatura, razvija se cijanoza sluznice i kože. Bolesnik pada u komu, a nedugo nakon prestanka disanja prestaje i srčana aktivnost. Jednom riječju, tipična slika djelovanja nervnog agensa.

Godine 1909. japanski istraživač Tahara izolirao je aktivni sastojak iz fuge 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.

Istovremeno s proučavanjem otrova pufera i pufera, 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 povezane, posebice kalifornijskog tritona Taricha torosa, ribe iz roda Gobiodon, srednjoameričke žabe Atelopus, australske hobotnice Hapalochlaena maculosa. , proizvodio je isti otrov tetrodotoksin.

Djelovanjem je tetrodotoksin vrlo sličan drugom neproteinskom neurotoksinu - saksitoksinu, kojeg proizvode jednostanični flagelirani dinoflagelati. Otrov ovih flagelarnih jednostaničnih organizama može se koncentrirati u tkivima mekušaca dagnji tijekom masovne reprodukcije, nakon čega dagnje postaju otrovne kada ih ljudi pojedu. Proučavanje molekularne strukture saksitoksina pokazalo je da njegove molekule, poput tetrodotoksina, sadrže gvanidinsku skupinu, čak dvije takve skupine po molekuli. Inače, saksitoksin ne dijeli strukturne elemente s tetrodotoksinom. Ali mehanizam djelovanja ovih otrova je isti.

Patološko djelovanje tetrodotoksina temelji se na njegovoj sposobnosti da blokira provođenje živčanog impulsa u podražljivim 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 blizu promjera hidratiziranog natrijeva iona, ulazi u usta natrijeva kanala i zaglavi u njemu, stabilizirajući se izvan ostatka molekule čija veličina premašuje promjer kanala. Slični podaci dobiveni su proučavanjem blokirajućeg djelovanja saksitoksina. Razmotrimo fenomen detaljnije.

U mirovanju se između unutarnje i vanjske strane membrane aksona održava razlika potencijala od približno 60 mV (izvana je potencijal pozitivan). Kada je živac kratkotrajno pobuđen na mjestu primjene (oko 1 ms), razlika potencijala mijenja predznak i doseže 50 mV - prva faza akcijskog potencijala. Nakon postizanja maksimuma, potencijal se u ovoj 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 na ovoj točki aksona 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 kontinuiranog 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 mirovanju membrana aksona nepropusna za natrij, dok kalij slobodno difundira kroz membranu. Kalij koji "iscuri" van odnosi pozitivan naboj, a unutrašnjost aksona postaje negativno nabijena, sprječavajući daljnje oslobađanje 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 rad natrijevog kanala i posljedično sprječavaju prolaz akcijskog potencijala kroz akson. Kao što se vidi, osim specifične interakcije gvanidinske skupine s ušćem kanala (interakcija tipa "ključ-brava"), određenu funkciju u interakciji ima i preostali dio molekule, koji podložna je hidrataciji molekulama vode iz otopine vode i soli okružene membranom.

Važnost istraživanja djelovanja neurotoksina teško se može precijeniti, jer su po prvi put omogućila približavanje razumijevanju tako temeljnih fenomena kao što je selektivna ionska propusnost staničnih membrana, koja je u osnovi regulacije vitalnih funkcija organizma. tijelo. Koristeći visoko specifično vezanje tricijevog tetrodotoksina, bilo je moguće izračunati gustoću natrijevih kanala u membrani aksona različitih životinja. Tako je u golemom aksonu lignje gustoća kanala bila 550 po kvadratnom mikronu, a u mišiću krojača žabe 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 pripravaka neurotoksina kod bronhijalne astme i konvulzivnih stanja.

Mehanizmi djelovanja lijekova iz serije morfina do danas su vrlo detaljno proučavani. Medicina i farmakologija odavno poznaju svojstva opijuma za ublažavanje bolova. Već 1803. godine njemački farmakolog Fritz Sertuner uspio je pročistiti pripravak opijuma i iz njega izdvojiti djelatnu tvar - morfij. Lijek morfij bio je široko korišten u kliničkoj praksi, osobito tijekom Prvog svjetskog rata. Njegov glavni nedostatak je nuspojava, izražena u formiranju kemijske ovisnosti i ovisnosti tijela o lijeku. Stoga se pokušava pronaći zamjena za morfij kao učinkovit analgetik, ali lišen 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 opijatnih molekula različitih oblika daje osnovu za određivanje točne strukture opijatnog receptora na koji je vezana molekula morfija, poput receptora tetrodotoksina.

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

Brojnim studijama utvrđeno je da opijatni receptori postoje u organizmima svih kralježnjaka bez iznimke, od morskog psa do primata, uključujući i čovjeka. Štoviše, pokazalo se da je samo tijelo sposobno sintetizirati supstance slične opijumu koje se nazivaju enkefalini (metionin-enkefalin i leucin-enkefalin), koji 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 završenog stresa, dobro obavljenog posla ili dubokog seksualnog zadovoljstva, zahtijevajući određenu mobilizaciju tjelesnih snaga. Morfin pobuđuje opijatni receptor, kao i enkefalini, čak i kada nema razloga za blaženstvo, kao u slučaju bolesti. Dokazano je da stanje nirvane jogija nije ništa drugo nego euforija koja se postiže otpuštanjem enkefalina kroz autotrening i meditaciju. Na taj način joga otvara pristup glatkim mišićima i može regulirati rad unutarnjih organa, čak i zaustaviti otkucaje srca.