Sostanze velenose e altamente tossiche di azione neurotossica. Cosa sono le neurotossine? Meccanismo d'azione delle neurotossine

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Perché gli effetti neurotossici sono pericolosi?

Diverse sostanze possono avere un effetto dannoso sulle fibre nervose e tali sostanze sono chiamate neurotossine e i risultati della loro azione sono chiamati disturbi neurotossici. Le neurotossine possono causare reazioni acute o azione ritardata, trasformando l'effetto tossico in un processo cronico.

Reagenti chimici, anestetici, antisettici, detergenti, pesticidi, insetticidi, vapori metallici, farmaci con effetti collaterali neurotossici possono agire come neurotossine. L'azione neurotossica può iniziare quando i componenti di queste sostanze entrano accidentalmente nel sistema respiratorio, nel sangue e quando viene superata la loro concentrazione consentita nel sangue.

Effetti neurotossici sostanze sul corpo si manifesta in diversi modi:

• Male alla testa,
• vertigini,
• Sentendosi stupido
• Debolezza dei muscoli degli arti
• squilibri,
• Sensazione di intorpidimento dei tessuti
• Disturbi della sensibilità tissutale
• Riflessi lenti o alterati
• Patologie cardiache (aritmie, tachicardia),
• deficit visivo,
• disturbi respiratori,
• Dolore simile alla sindrome radicolare,
• disturbi del movimento,
• Ritenzione urinaria o incontinenza urinaria
• Confusione di coscienza.

Disturbi neurotossici può essere reversibile e scomparire quando cessa l'azione della neurotossina, ma può anche causare danni irreversibili all'organismo.

Gli effetti neurotossici possono essere esposti a:

• nella produzione di prodotti chimici, trovandosi a lungo in un'atmosfera nociva,
• quando si lavora con fertilizzanti e insetticidi in agricoltura e nei cottage estivi privati,
• durante la disinfezione dei locali, trovandosi in un'atmosfera piena di vapori di un disinfettante concentrato,
• durante lavori di riparazione e costruzione con pitture e vernici, adesivi, solventi in ambienti poco ventilati,
• trovandosi in prossimità di una zona di combustione ad alta concentrazione di monossido di carbonio,
• Essere nella zona di un disastro chimico causato dall'uomo (emissioni accidentali).

I disturbi neurotossici possono eventualmente trasformarsi in malattie del sistema nervoso e dell'apparato muscolo-scheletrico: miopatia, morbo di Parkinson, diminuzione o perdita della vista, rottura dell'apparato vestibolare, degrado mentale, tic, tremore.

Trattamento dei disturbi neurotossici Si basa sull'esecuzione di misure di disintossicazione per rimuovere le sostanze tossiche dal corpo e ridurne la concentrazione nei tessuti, ripristinare l'equilibrio idrico ed elettrolitico, purificare il sangue dalle tossine mediante emoassorbimento. Con la neurotossicosi viene effettuata una terapia sintomatica (anticonvulsivanti, miorilassanti, antinfiammatori, farmaci antiallergici) per eliminare i disturbi derivanti da effetti tossici. La direzione prioritaria nel trattamento dei disturbi neurotossici è il ripristino dell'attività respiratoria, l'emodinamica e la prevenzione dell'edema cerebrale. Successivamente, gli organi interessati vengono monitorati, viene prescritto un trattamento appropriato e viene ripristinata l'attività motoria.

Le neurotossine sono tossina botulinica, poneratossina, tetrodotossina, batrachotossina, componenti dei veleni di api, scorpioni, serpenti, salamandre.

Potenti neurotossine, come la batrachotossina, agiscono sul sistema nervoso depolarizzando i nervi e le fibre muscolari, aumentando la permeabilità della membrana cellulare agli ioni sodio.

Molti veleni e tossine usati dagli organismi per difendersi dai vertebrati sono neurotossine. L'effetto più comune è la paralisi, che si manifesta molto rapidamente. Alcuni animali usano neurotossine durante la caccia, poiché una preda paralizzata diventa una preda conveniente.

Fonti di neurotossine

Esterno

Le neurotossine dall'ambiente esterno sono esogeno. Possono essere gas (ad esempio monossido di carbonio, CWA), metalli (mercurio, ecc.), liquidi e solidi.

L'azione delle neurotossine esogene dopo la penetrazione nel corpo dipende fortemente dalla loro dose.

Interno

La neurotossicità può avere sostanze prodotte all'interno del corpo. Sono chiamati endogeno neurotossine. Un esempio è il neurotrasmettitore glutammato, che è tossico ad alte concentrazioni e porta all'apoptosi.

Classificazione ed esempi

Inibitori dei canali

Agenti nervosi

• Alchil derivati ​​dell'acido metilfluorofosfonico: sarin, soman, ciclosarina, etilsarina.

• Colinetiofosfonati e colinefosfonati: V-gas.

• Altri composti simili:, tabun.

Farmaci neurotossici

Guarda anche

• La verruca è un pesce produttore di neurotossine
• La nicotina è una neurotossina con un effetto particolarmente forte sugli insetti.
• Teratogenesi (meccanismo di insorgenza di anomalie dello sviluppo)

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Appunti

1. Sebbene solo le sostanze di origine biologica siano tossine, il termine Neurotossina viene applicato anche ai veleni sintetici. "Neurotossine naturali e sintetiche", 1993, ISBN 978-0-12-329870-6, sez. "Prefazione", citazione: "Le neurotossine sono sostanze tossiche con azioni selettive sul sistema nervoso. Per definizione, le tossine sono di origine naturale, ma il termine "neurotossina" è stato ampiamente applicato ad alcune sostanze chimiche di sintesi che agiscono selettivamente sui neuroni"
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Un estratto che caratterizza Neurotoxin

Sei mesi dopo la morte di mio nonno accadde un evento che, secondo me, merita una menzione speciale. Era una notte d'inverno (e gli inverni in Lituania erano molto freddi a quel tempo!). Ero appena andato a letto quando all'improvviso ho sentito uno strano e morbidissimo "richiamo". Era come se qualcuno mi stesse chiamando da qualche parte lontano. Mi sono alzato e sono andato alla finestra. La notte era molto tranquilla, chiara e calma. La neve profonda brillava e luccicava di fredde scintille in tutto il giardino addormentato, come se il riflesso di molte stelle tessesse su di esso la sua scintillante ragnatela argentata. Era così tranquillo, come se il mondo si fosse congelato in uno strano sogno letargico...
Improvvisamente, proprio davanti alla mia finestra, vidi una figura luminosa di donna. Era molto alto, più di tre metri, assolutamente trasparente e scintillante, come se fosse tessuto da miliardi di stelle. Sentii uno strano calore emanare da lei, che mi avvolse e, per così dire, mi chiamò da qualche parte. Lo sconosciuto agitò la mano, invitandoli a seguirla. E sono andato. Le finestre della mia camera erano molto grandi e basse, non standard per gli standard normali. In fondo arrivavano fin quasi a terra, così che io potessi arrampicarmi liberamente in ogni momento. Ho seguito il mio ospite senza il minimo timore. E ciò che era molto strano: non sentivo assolutamente il freddo, anche se in quel momento fuori c'erano venti gradi sotto zero, ed ero solo in camicia da notte dei miei figli.
La donna (se così si può chiamare) fece di nuovo un cenno con la mano, come per invitarlo a seguirla. Sono rimasto molto sorpreso che la normale "strada lunare" all'improvviso, dopo aver cambiato direzione, "seguisse" lo sconosciuto, come se creasse un percorso luminoso. E ho capito che dovevo andarci. Così ho seguito il mio ospite fino alla foresta. Ovunque c'era lo stesso silenzio doloroso e congelato. Tutto intorno scintillava e luccicava nel bagliore silenzioso della luce della luna. Il mondo intero sembrava congelarsi in attesa di ciò che stava per accadere. La figura trasparente si mosse e io, come incantato, la seguii. Tuttavia, non c'era sensazione di freddo, anche se, come ho capito in seguito, avevo camminato a piedi nudi per tutto questo tempo. E cosa anche molto strana, i miei piedi non cadevano nella neve, ma sembravano galleggiare in superficie, senza lasciare tracce sulla neve ...
Finalmente arrivammo a una piccola radura rotonda. E lì... illuminate dalla luna, figure insolitamente alte e scintillanti stavano in cerchio. Erano molto simili alle persone, solo assolutamente trasparenti e senza peso, come il mio insolito ospite. Indossavano tutti abiti lunghi e fluenti che sembravano mantelli bianchi luccicanti. Quattro delle figure erano maschi, con capelli molto lunghi completamente bianchi (possibilmente grigi) raccolti in cerchi luminosi sulla fronte. E due figure femminili, che erano molto simili alla mia ospite, con gli stessi lunghi capelli e un enorme cristallo scintillante in mezzo alla fronte. Lo stesso calore rassicurante emanava da loro, e in qualche modo ho capito che non poteva succedermi niente di male.

Non ricordo come sono finito al centro di questo cerchio. Ricordo solo come improvvisamente raggi verdi luminosi uscirono da tutte queste figure e si collegarono proprio su di me, nell'area in cui avrebbe dovuto essere il mio cuore. Tutto il mio corpo cominciò a “suonare” silenziosamente… (non so come sarebbe possibile definire più accuratamente il mio stato di allora, perché era proprio la sensazione del suono dentro). Il suono è diventato sempre più forte, il mio corpo è diventato senza peso e sono rimasto sospeso da terra proprio come queste sei figure. La luce verde divenne insopportabilmente brillante, riempiendo completamente il mio intero corpo. C'era una sensazione di incredibile leggerezza, come se stessi per decollare. All'improvviso, un arcobaleno abbagliante mi è balenato nella testa, come se una porta si fosse aperta e avessi visto un mondo completamente sconosciuto. La sensazione era molto strana: come se conoscessi questo mondo da molto tempo e, allo stesso tempo, non l'avessi mai saputo.

Cosa sono le neurotossine? Queste sono sostanze che interferiscono con l'attività elettrica dei nervi, impedendo loro di funzionare correttamente.

In che modo le neurotossine distruggono le cellule nervose?

Le neurotossine sono sostanze che interagiscono con le cellule nervose, sovrastimolandole o interrompendo il processo di comunicazione tra di loro. Questi sono processi dannosi per le cellule nervose che influenzano i loro processi chimici. La ricerca mostra chiaramente che le neurotossine riducono la vita delle cellule nervose. Queste tossine sono associate a vari disturbi cerebrali e malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer, la corea di Huntington e il morbo di Parkinson.

Negli ultimi decenni, le neurotossine hanno proliferato in modo significativo. Molti di loro sono usati nel cibo che mangiamo e nell'acqua che beviamo. Le neurotossine più utilizzate si trovano nei fast food, nei cibi in scatola e sono spesso utilizzate negli alimenti per lattanti.

Neurotossine negli alimenti

Se hai un bambino o dei bambini piccoli, dovresti prestare particolare attenzione alle 10 neurotossine più comuni elencate di seguito. I bambini sono i più vulnerabili alle neurotossine perché i loro corpi sono ancora in via di sviluppo. Gli alimenti trasformati come patatine, caramelle e cioccolato spesso contengono neurotossine. Se sei esposto a cibi contenenti una delle neurotossine elencate di seguito, dovresti evitare di mangiarlo.

Aspartame (aka Equal, AminoSweet, NutraSweet, Spoonful) - Più comunemente usato negli alimenti senza zucchero. Soprattutto nelle gomme da masticare e nelle bevande senza zucchero. La maggior parte dell'aspartame è ottenuta dai prodotti di scarto di batteri geneticamente modificati. Gli studi dimostrano che l'aspartame può causare diabete, emicrania, insufficienza renale, convulsioni, cecità, obesità, disturbi neurologici, malattie mentali e tumori al cervello.

Il glutammato monosodico (noto anche come MSG) è più comunemente usato in patatine, cibo in scatola, alimenti per bambini e una serie di cibi malsani. Ricercatori indipendenti ritengono che il glutammato monosodico svolga un ruolo importante nello sviluppo di malattie neurodegenerative del cervello, comprese le malattie di Alzheimer, Parkinson e Huntington. La prova a sostegno di questa affermazione viene dal fatto che i glutani monoinsaturi distruggono i neuroni, in particolare le cellule cerebrali.

Il sucralosio (noto anche come Splenda) è un dolcificante artificiale utilizzato nei prodotti senza zucchero, in particolare nelle bevande. Il sucralosio è stato scoperto quasi per caso mentre si facevano ricerche per creare un nuovo insetticida. Pertanto, molti scienziati ritengono che il sucralosio debba essere considerato un insetticida. Questa tossina è identificata da molti come la cugina chimica del DDT. Il sucralosio è un composto clorurato e la scomposizione di questo tipo di composto nel corpo rilascia sostanze chimiche tossiche.

Alluminio – Questo metallo è comune nell'acqua potabile e nei vaccini. L'alluminio è molto fortemente assorbito dal corpo. L'acido citrico o il citrato possono aumentarne significativamente l'assorbimento. I vaccini sono una delle principali cause di tossicità dell'alluminio perché l'alluminio viene iniettato direttamente nel corpo.

Mercurio - Questo metallo pesante è comune nei prodotti ittici, nei vaccini. Il mercurio si trova anche nell'acqua potabile. È una delle neurotossine più tossiche perché distrugge facilmente il tessuto cerebrale.

Fluoro (fluoruro di sodio). Questa tossina è molto comune nell'acqua potabile e nei comuni dentifrici. In passato, il fluoro veniva usato come veleno per topi. Il fluoruro utilizzato nei prodotti di consumo è una miscela di sostanze chimiche molto pericolose. Conosciuto anche come fluoruro di sodio, è immiscibile con il fluoruro di calcio naturale. Per questo motivo, i dentifrici al fluoro portano etichette di avvertenza.

Proteine ​​​​vegetali idrolizzate - Questo ingrediente alimentare malsano è comune nella maggior parte degli alimenti malsani. Contiene alte concentrazioni di glutammato e aspartato, che possono stimolare le cellule nervose e portare alla loro morte.

Caseinato di calcio – Questa tossina è comunemente usata negli integratori proteici, nei cibi spazzatura e nei prodotti energetici del cioccolato. Danneggia il cervello a causa delle sue proprietà neurotossiche.

Caseinato di sodio – Questo tipo di proteina è comune nei latticini e nel cibo spazzatura. Si ritiene che causi problemi con autismo e malattie gastrointestinali.

L'estratto di lievito è un ingrediente alimentare popolare in molti alimenti trasformati come il cibo in scatola. È tossico per il cervello.

Alcune sostanze possono avere effetti estremamente negativi sulla salute umana. I veleni naturali o sintetici colpiscono i reni, il fegato, il cuore, danneggiano i vasi sanguigni provocando emorragie o agiscono a livello cellulare. Le neurotossine sono sostanze che colpiscono le fibre nervose e il cervello e i risultati dell'azione di tali tossine sono chiamati disturbi neurotossici. L'impatto di questo tipo di veleni può essere ritardato e causare condizioni acute.

Cosa sono le neurotossine e dove vengono utilizzate sostanze velenose

Le neurotossine possono essere sostanze chimiche, farmaci anestetici, antisettici, fumi metallici, detersivi aggressivi, pesticidi e insetticidi. Alcuni organismi viventi sono in grado di produrre neurotossine in risposta a una minaccia per il sistema immunitario e nell'ambiente sono presenti numerose sostanze tossiche.

Secondo i dati della ricerca scientifica, riassunti nella pubblicazione dell'autorevole settimanale medico "The Lancet", circa duecento tossine possono danneggiare il sistema nervoso umano. Successivamente (secondo lo studio dei dati dell'Istituto nazionale per la sicurezza sul lavoro), è diventato necessario aggiungere all'elenco pubblicato altrettante sostanze tossiche, che in un modo o nell'altro hanno un effetto negativo sul sistema nervoso centrale.

In quest'ultimo caso, il danno alle fibre nervose è stato combinato con il danno agli organi e ai sistemi associati e i sintomi di un disturbo neurotossico sono comparsi quando sono stati superati i limiti di esposizione consentiti.

Pertanto, l'elenco delle sostanze chimiche che possono essere attribuite alle neurotossine si espande a seconda dei criteri a cui aderisce una particolare pubblicazione o autore.

L'avvelenamento da neurotossine può essere ottenuto inalando fumi tossici, aumentando la concentrazione consentita nel sangue o mangiando cibi saturi di una grande quantità di sostanze tossiche. Molte sostanze tossiche sono presenti nell'ambiente, nei beni di consumo, nei prodotti chimici domestici. Le neurotossine sono utilizzate in cosmetologia, medicina e industria.

Qual è l'effetto neurotossico sul corpo

L'effetto neurotossico si estende principalmente al cervello e alle fibre nervose. La neutralizzazione del lavoro delle cellule nel sistema nervoso può portare alla paralisi muscolare, al verificarsi di una reazione allergica acuta e influisce sullo stato mentale generale di una persona. Nei casi più gravi, l'avvelenamento può causare il coma ed essere fatale.

Sostanze velenose di questo tipo vengono assorbite nelle terminazioni nervose, trasmesse alle cellule e interrompono le funzioni vitali. I naturali meccanismi di disintossicazione dell'organismo sono praticamente impotenti contro le neurotossine: nel fegato, ad esempio, la cui principale caratteristica funzionale è l'eliminazione delle sostanze nocive, la maggior parte delle neurotossine, per la loro specificità, vengono riassorbite dalle fibre nervose.

Il veleno neurotossico può complicare il decorso di qualsiasi malattia, il che rende difficile la diagnosi definitiva e il trattamento tempestivo.

Stabilire una diagnosi accurata senza fallo include determinare la presunta fonte di infezione, studiare la storia dei contatti con un potenziale veleno, identificare il quadro clinico completo e condurre test di laboratorio.

Classificazione dei rappresentanti più famosi delle neurotossine

Le fonti mediche dividono le neurotossine in inibitori dei canali, agenti nervini e farmaci neurotossici. Per origine le sostanze tossiche si distinguono in quelle ottenute dall'ambiente esterno (esogene) e prodotte dall'organismo (endogene).

La classificazione delle neurotossine, che possono essere avvelenate sul lavoro e in casa, comprende tre gruppi di sostanze più comuni:

1. Metalli pesanti. Mercurio, cadmio, piombo, antimonio, bismuto, rame e altre sostanze vengono rapidamente assorbiti nel tratto digestivo, trasportati con il flusso sanguigno a tutti gli organi vitali e in essi depositati.
2. Biotossine. Le biotossine sono potenti veleni prodotti in particolare dalla vita marina e dai ragni. Le sostanze possono essere introdotte meccanicamente (mordendo o pungendo) o per ingestione di animali velenosi. Inoltre, i batteri del botulismo sono tra le biotossine.
3. xenobiotici. Una caratteristica distintiva di questo gruppo di neurotossine è un effetto prolungato sul corpo umano: l'emivita della diossina, ad esempio, va da 7 a 11 anni.

Sintomi di danno da neurotossine

I disturbi neurotossici causati da sostanze tossiche sono caratterizzati da una serie di sintomi tipici dell'avvelenamento in generale e da segni specifici che si verificano durante l'intossicazione da un determinato composto.

tossicità da metalli pesanti

Quindi, i pazienti hanno i seguenti segni di intossicazione da metalli pesanti:

• disagio addominale;
• gonfiore, diarrea o costipazione;
• nausea e vomito occasionale.

Allo stesso tempo, l'avvelenamento con un metallo specifico ha le sue caratteristiche distintive. Quindi, con intossicazione da mercurio, si sente un sapore metallico in bocca, sono caratteristici aumento della salivazione e gonfiore dei linfonodi e si distingue per una forte tosse (a volte con sangue), lacrimazione e irritazione delle mucose del vie respiratorie.

Un caso grave è: si sviluppa anemia, la pelle diventa cianotica, il lavoro del fegato e dei reni viene rapidamente interrotto.

Avvelenamento da biotossine

In caso di avvelenamento da biotossine, tra i primi segni di intossicazione possono verificarsi:

• aumento della salivazione, intorpidimento della lingua, perdita di sensibilità alle gambe e alle braccia (tipico per l'avvelenamento da tetradotossina contenuta nel pesce palla);
• aumento del dolore addominale, nausea e vomito, disturbi delle feci, "mosche" davanti agli occhi e insufficienza respiratoria (intossicazione da tossina botulinica);
• forte dolore al cuore, ipossia, paralisi dei muscoli interni (una condizione simile a un infarto si verifica quando viene avvelenato con la batracotossina contenuta nelle ghiandole di alcune specie di rane).

Intossicazione xenobiotica

Il veleno neurotossico di origine antropogenica è pericoloso perché i sintomi di intossicazione possono comparire a lungo termine, il che porta ad avvelenamento cronico.

I danni da formaldeide o diossine - sottoprodotti della produzione di pesticidi, carta, plastica e così via - sono accompagnati dai seguenti sintomi:

• perdita di forza, affaticamento, insonnia;
• dolore addominale, perdita di appetito ed esaurimento;
• irritazione delle mucose della bocca, degli occhi e delle vie respiratorie;
• nausea, vomito con sangue, diarrea;
• alterata coordinazione dei movimenti;
• ansia, delirio, sensazione di paura.

Caratteristiche dell'avvelenamento da neurotossine

Una caratteristica distintiva delle neurotossine è il danno al sistema nervoso umano.

Pertanto, la condizione del paziente è caratterizzata da:

• violazioni del coordinamento dei movimenti;
• rallentamento dell'attività cerebrale;
• disturbi della coscienza, perdita di memoria;
• mal di testa pulsante;
• oscuramento negli occhi.

Ai segni generali, di regola, si aggiungono i sintomi di avvelenamento dai sistemi respiratorio, digerente e cardiovascolare. Il quadro clinico specifico dipende dalla fonte di intossicazione.

Prevenzione dell'intossicazione sul lavoro ea casa

La prevenzione dell'avvelenamento dipende in gran parte dalla natura della potenziale minaccia. Quindi, al fine di evitare l'intossicazione da biotossine, il cibo dovrebbe essere cucinato accuratamente, scaduto o evitare il contatto con animali e piante potenzialmente velenosi. L'avvelenamento da metalli pesanti può essere prevenuto utilizzando prodotti realizzati con questi materiali rigorosamente per lo scopo previsto, osservando le misure di sicurezza quando si lavora in industrie pericolose e le norme sanitarie.

Leonid Zavalsky

Le neurotossine sono sempre più utilizzate in medicina per scopi terapeutici.

Alcune neurotossine con diverse strutture molecolari hanno un meccanismo d'azione simile, causando transizioni di fase nelle membrane delle cellule nervose e muscolari. Non l'ultimo ruolo nell'azione delle neurotossine è svolto dall'idratazione, che influisce in modo significativo sulla conformazione dei veleni e dei recettori interagenti.

Le informazioni sulla velenosità dei pesci palla (papaveri, papaveri, cani-pesce, fugu, ecc.) risalgono a tempi antichi (più di 2500 anni aC). Tra gli europei, il famoso navigatore Cook fu il primo a fornire una descrizione dettagliata dei sintomi dell'avvelenamento, che, insieme a 16 marinai, si trattò con un pesce palla durante il secondo viaggio intorno al mondo nel 1774. Fu comunque fortunato, perché "toccò appena il filetto", mentre "il maiale, che mangiava le interiora, morì e morì". Stranamente, i giapponesi non possono negarsi il piacere di assaporare una tale, dal loro punto di vista, una prelibatezza, sebbene sappiano con quanta cura dovrebbe essere cucinata e pericolosa da mangiare.

I primi segni di avvelenamento compaiono nell'intervallo da alcuni minuti a 3 ore dopo l'ingestione di fugu. All'inizio, lo sfortunato mangiatore avverte un formicolio e un intorpidimento della lingua e delle labbra, che poi si diffonde a tutto il corpo. Poi iniziano il mal di testa e il mal di stomaco, le mani si paralizzano. L'andatura diventa instabile, compaiono vomito, atassia, stupore, afasia. La respirazione diventa difficile, la pressione sanguigna diminuisce, la temperatura corporea diminuisce, si sviluppa la cianosi delle mucose e della pelle. Il paziente cade in coma e, poco dopo l'interruzione della respirazione, anche l'attività cardiaca si interrompe. In una parola, un quadro tipico dell'azione di un agente nervino.

Nel 1909, il ricercatore giapponese Tahara isolò il principio attivo dal fugu e lo chiamò tetrodotossina. Tuttavia, solo 40 anni dopo è stato possibile isolare la tetrodotossina in forma cristallina e stabilirne la formula chimica. Per ottenere 10 g di tetradotossina, lo scienziato giapponese Tsuda (1967) ha dovuto processare 1 tonnellata di ovaie fugu. La tetradotossina è un composto dell'aminoperidrochinazolina con un gruppo guanidina e ha un'attività biologica estremamente elevata. Come si è scoperto, è la presenza del gruppo guanidina che gioca un ruolo decisivo nell'insorgenza della tossicità.

Contemporaneamente allo studio del veleno del pesce palla e del pesce palla, molti laboratori nel mondo hanno studiato le tossine isolate dai tessuti di altri animali: salamandre, tritoni, rospi velenosi e altri. Si è rivelato interessante che in alcuni casi i tessuti di animali completamente diversi che non hanno una relazione genetica, in particolare il tritone californiano Taricha torosa, pesci del genere Gobiodon, le rane centroamericane Atelopus, i polpi australiani Hapalochlaena maculosa , ha prodotto la stessa tetradotossina velenosa.

Per azione, la tetrodotossina è molto simile a un'altra neurotossina non proteica - la sassitossina, prodotta dai dinoflagellati unicellulari flagellati. Il veleno di questi organismi unicellulari flagellari può concentrarsi nei tessuti dei molluschi di cozze durante la riproduzione di massa, dopodiché le cozze diventano velenose quando vengono mangiate dall'uomo. Lo studio della struttura molecolare della sassitossina ha mostrato che le sue molecole, come la tetrodotossina, contengono un gruppo guanidina, anche due di questi gruppi per molecola. Altrimenti, la saxitossina non condivide elementi strutturali con la tetrodotossina. Ma il meccanismo d'azione di questi veleni è lo stesso.

L'azione patologica della tetrodotossina si basa sulla sua capacità di bloccare la conduzione di un impulso nervoso nei tessuti nervosi e muscolari eccitabili. L'unicità dell'azione del veleno sta nel fatto che a concentrazioni molto basse - 1 gamma (centomillesimo di grammo) per chilogrammo di un corpo vivente - blocca la corrente di sodio in entrata durante il potenziale d'azione, che porta alla morte. Il veleno agisce solo sul lato esterno della membrana dell'assone. Sulla base di questi dati, gli scienziati giapponesi Kao e Nishiyama hanno ipotizzato che la tetrodotossina, la cui dimensione del gruppo guanidina è vicina al diametro di uno ione sodio idratato, entri nella bocca del canale del sodio e vi rimanga incastrata, stabilizzandosi al di fuori del resto della molecola, la cui dimensione supera il diametro del canale. Dati simili sono stati ottenuti studiando l'azione bloccante della sassitossina. Consideriamo il fenomeno in modo più dettagliato.

A riposo, viene mantenuta una differenza di potenziale di circa 60 mV tra i lati interno ed esterno della membrana dell'assone (all'esterno, il potenziale è positivo). Quando il nervo è eccitato nel punto di applicazione per un breve periodo (circa 1 ms), la differenza di potenziale cambia segno e raggiunge 50 mV - la prima fase del potenziale d'azione. Dopo aver raggiunto il massimo, il potenziale a questo punto ritorna allo stato iniziale di polarizzazione, ma il suo valore assoluto diventa leggermente maggiore di quello a riposo (70 mV) - la seconda fase del potenziale d'azione. Entro 3-4 ms, il potenziale d'azione a questo punto dell'assone ritorna allo stato di riposo. L'impulso di cortocircuito è sufficiente per eccitare la sezione vicina del nervo e ripolarizzarla nel momento in cui la sezione precedente ritorna all'equilibrio. Pertanto, il potenziale d'azione si propaga lungo il nervo sotto forma di un'onda continua che viaggia ad una velocità di 20-100 m/s.

Hodgkin e Huxley ei loro collaboratori hanno studiato in dettaglio il processo di propagazione delle eccitazioni nervose e hanno dimostrato che a riposo la membrana dell'assone è impermeabile al sodio, mentre il potassio si diffonde liberamente attraverso la membrana. La "fuoriuscita" di potassio all'esterno porta via una carica positiva e l'interno dell'assone si carica negativamente, impedendo un ulteriore rilascio di potassio. Di conseguenza, si scopre che la concentrazione di potassio all'esterno della cellula nervosa è 30 volte inferiore a quella all'interno. Con il sodio la situazione è opposta: nell'assoplasma la sua concentrazione è 10 volte inferiore rispetto allo spazio intercellulare.

Molecole di tetrodotossina e saxitossina bloccano il lavoro del canale del sodio e, di conseguenza, impediscono il passaggio del potenziale d'azione attraverso l'assone. Come si può notare, oltre all'interazione specifica del gruppo guanidina con la bocca del canale (interazione di tipo "key-lock"), una certa funzione nell'interazione è svolta dalla restante parte della molecola, che è soggetto a idratazione da parte di molecole d'acqua dalla soluzione salina circondata dalla membrana.

Difficilmente può essere sopravvalutata l'importanza degli studi sull'azione delle neurotossine, che per la prima volta hanno permesso di avvicinarsi alla comprensione di fenomeni fondamentali come la permeabilità ionica selettiva delle membrane cellulari, che sta alla base della regolazione delle funzioni vitali del corpo. Utilizzando il legame altamente specifico della tetrodotossina triziata, è stato possibile calcolare la densità dei canali del sodio nella membrana assonale di diversi animali. Pertanto, nell'assone gigante del calamaro, la densità del canale era di 550 per micron quadrato e nel muscolo del sarto della rana era di 380.

Il blocco specifico della conduzione nervosa ha consentito l'uso della tetrodotossina come potente anestetico locale. Attualmente molti paesi hanno già avviato la produzione di antidolorifici a base di tetradotossina. Ci sono prove di un effetto terapeutico positivo dei preparati di neurotossine nell'asma bronchiale e nelle condizioni convulsive.

I meccanismi d'azione dei farmaci della serie della morfina sono stati studiati in grande dettaglio fino ad oggi. Medicina e farmacologia conoscono da tempo le proprietà dell'oppio per alleviare il dolore. Già nel 1803, il farmacologo tedesco Fritz Sertuner riuscì a purificare il preparato di oppio e ad estrarne il principio attivo: la morfina. Il farmaco morfina è stato ampiamente utilizzato nella pratica clinica, soprattutto durante la prima guerra mondiale. Il suo principale svantaggio è un effetto collaterale, espresso nella formazione di dipendenza chimica e dipendenza del corpo dal farmaco. Pertanto, sono stati fatti tentativi per trovare un sostituto della morfina come analgesico efficace, ma privo di effetti collaterali. Tuttavia, tutte le nuove sostanze, come si è scoperto, causano anche la sindrome da dipendenza. Tale destino toccò all'eroina (1890), alla meperidina (1940) e ad altri derivati ​​della morfina. L'abbondanza di molecole di oppiacei di forma diversa fornisce una base per determinare l'esatta struttura del recettore degli oppiacei, a cui è attaccata la molecola di morfina, come il recettore della tetrodotossina.

Tutte le molecole di oppiacei analgesicamente attivi hanno elementi comuni. La molecola di oppio ha una forma a T rigida, rappresentata da due elementi reciprocamente perpendicolari. Un gruppo ossidrile si trova alla base della molecola T e un atomo di azoto si trova a una delle estremità della barra orizzontale. Questi elementi costituiscono la "base di base" della chiave che apre il ricettore della serratura. Sembra significativo che solo gli isomeri levogiri della serie della morfina abbiano attività analgesica ed euforica, mentre gli isomeri destrogiri siano privati ​​di tale attività.

Numerosi studi hanno stabilito che i recettori degli oppiacei esistono negli organismi di tutti i vertebrati senza eccezioni, dagli squali ai primati, compreso l'uomo. Inoltre, si è scoperto che l'organismo stesso è in grado di sintetizzare sostanze simili all'oppio dette encefaline (metionina-encefalina e leucina-encefalina), costituite da cinque aminoacidi e contenenti necessariamente una specifica "chiave" di morfina. Le encefaline vengono rilasciate da speciali neuroni encefalini e fanno rilassare il corpo. In risposta all'attaccamento delle encefaline al recettore degli oppiacei, il neurone di controllo invia un segnale di rilassamento alla muscolatura liscia ed è percepito dalla più antica formazione del sistema nervoso - il cervello limbico - come uno stato di suprema beatitudine, o euforia. Un tale stato, ad esempio, può manifestarsi dopo il completamento dello stress, un lavoro ben fatto o una profonda soddisfazione sessuale, che richiede una certa mobilitazione delle forze del corpo. La morfina eccita il recettore degli oppiacei, così come le encefaline, anche quando non c'è motivo di beatitudine, come in caso di malattia. È stato dimostrato che lo stato di nirvana degli yogi non è altro che euforia raggiunta dal rilascio di encefaline attraverso l'autoallenamento e la meditazione. In questo modo, lo yoga apre l'accesso alla muscolatura liscia e può regolare il funzionamento degli organi interni, persino fermare il battito cardiaco.