Jedovaté a vysoko toxické látky neurotoxického účinku. Čo sú to neurotoxíny? Mechanizmus účinku neurotoxínov

>>>> Prečo sú neurotoxické účinky nebezpečné?

Prečo sú neurotoxické účinky nebezpečné?

Množstvo látok môže mať škodlivý účinok na nervové vlákna a takéto látky sa nazývajú neurotoxíny a výsledky ich pôsobenia sa nazývajú neurotoxické poruchy. Neurotoxíny môžu spôsobiť akútne reakcie alebo oneskorené pôsobenie, čím sa toxický účinok mení na chronický proces.

Chemické činidlá, anestetiká, antiseptiká, čistiace prostriedky, pesticídy, insekticídy, kovové výpary, lieky s neurotoxickými vedľajšími účinkami môžu pôsobiť ako neurotoxíny. Neurotoxické pôsobenie môže začať, keď sa zložky týchto látok náhodne dostanú do dýchacieho systému, do krvi a keď je prekročená ich prípustná koncentrácia v krvi.

Neurotoxické účinky látky na tele sa prejavujú rôznymi spôsobmi:

• bolesť hlavy,
• závraty,
• Pocit hlúposti
• Slabosť svalov končatín
• nerovnováhy,
• Pocit necitlivosti tkaniva
• Poruchy citlivosti tkanív
• Spomalené alebo narušené reflexy
• Poruchy srdca (arytmie, tachykardia),
• poruchy zraku,
• poruchy dýchania,
• Bolesť podobná radikulárnemu syndrómu,
• pohybové poruchy,
• Retencia moču alebo inkontinencia moču
• Zmätok vedomia.

Neurotoxické poruchy môžu byť reverzibilné a vymiznúť, keď pôsobenie neurotoxínu prestane, ale môžu tiež viesť k nezvratnému poškodeniu organizmu.

Neurotoxické účinky môžu byť vystavené:

• pri výrobe chemikálií, ktoré sú dlhodobo v škodlivej atmosfére,
• pri práci s hnojivami a insekticídmi v poľnohospodárstve a na súkromných letných chatách,
• pri dezinfekcii priestorov v atmosfére naplnenej parami koncentrovaného dezinfekčného prostriedku,
• pri opravách a stavebných prácach s farbami a lakmi, lepidlami, rozpúšťadlami v zle vetraných priestoroch,
• byť v blízkosti spaľovacej zóny s vysokou koncentráciou oxidu uhoľnatého,
• Byť v zóne chemickej katastrofy spôsobenej človekom (náhodné emisie).

Neurotoxické poruchy sa môžu časom pretransformovať do chorôb nervového systému a pohybového aparátu: myopatia, Parkinsonova choroba, zhoršenie alebo strata zraku, narušenie vestibulárneho aparátu, mentálna degradácia, tiky, triaška.

Liečba neurotoxických porúch Je založená na vykonávaní detoxikačných opatrení na odstránenie toxických látok z tela a zníženie ich koncentrácie v tkanivách, obnovenie rovnováhy vody a elektrolytov, čistenie krvi od toxínov hemosorpciou. Pri neurotoxikóze sa uskutočňuje symptomatická liečba (antikonvulzíva, svalové relaxanciá, protizápalové lieky, antialergické lieky) na odstránenie porúch vyplývajúcich z toxických účinkov. Prioritným smerom v liečbe neurotoxických porúch je obnova respiračnej aktivity, hemodynamiky a prevencia mozgového edému. Ďalej sa sledujú postihnuté orgány, predpisuje sa vhodná liečba a obnovuje sa motorická aktivita.

Neurotoxíny sú botulotoxín, poneratoxín, tetrodotoxín, batrachotoxín, zložky jedov včiel, škorpiónov, hadov, mlokov.

Výkonné neurotoxíny, ako je batrachotoxín, pôsobia na nervový systém depolarizáciou nervov a svalových vlákien, čím zvyšujú priepustnosť bunkovej membrány pre ióny sodíka.

Mnohé jedy a toxíny, ktoré organizmy používajú na obranu proti stavovcom, sú neurotoxíny. Najčastejším účinkom je paralýza, ktorá prichádza veľmi rýchlo. Niektoré zvieratá používajú pri love neurotoxíny, pretože paralyzovaná korisť sa stáva vhodnou korisťou.

Zdroje neurotoxínov

Vonkajšie

Neurotoxíny z vonkajšieho prostredia sú exogénne. Môžu to byť plyny (napríklad oxid uhoľnatý, CWA), kovy (ortuť atď.), kvapaliny a pevné látky.

Pôsobenie exogénnych neurotoxínov po prieniku do organizmu je značne závislé od ich dávky.

Interné

Neurotoxicita môže mať látky produkované v tele. Volajú sa endogénne neurotoxíny. Príkladom je neurotransmiter glutamát, ktorý je vo vysokých koncentráciách toxický a vedie k apoptóze.

Klasifikácia a príklady

Inhibítory kanálov

Nervové látky

• Alkylové deriváty kyseliny metylfluórfosfónovej: sarín, soman, cyklosarín, etylsarín.

• Cholíntiofosfonáty a cholínfosfonáty: V-plyny.

• Iné podobné zlúčeniny:, tabun.

Neurotoxické lieky

pozri tiež

• Bradavice je ryba produkujúca neurotoxíny
• Nikotín je neurotoxín s obzvlášť silným účinkom na hmyz.
• Teratogenéza (mechanizmus výskytu vývojových anomálií)

Napíšte recenziu na článok "Neurotoxín"

Poznámky

1. Hoci sú toxínmi iba látky biologického pôvodu, pojem neurotoxín sa používa aj pre syntetické jedy. "Prírodné a syntetické neurotoxíny", 1993, ISBN 978-0-12-329870-6, odd. „Predhovor“, citát: „Neurotoxíny sú toxické látky so selektívnym účinkom na nervový systém. Podľa definície sú toxíny prírodného pôvodu, ale výraz "neurotoxín" sa široko používa na niektoré syntetické chemikálie, ktoré selektívne pôsobia na neuróny."
2. Kuch U, Molles BE, Omori-Satoh T, Chanhome L, Samejima Y, Mebs D (september 2003). "". Toxicon 42 (4): 381–90. DOI:. PMID 14505938.
3. . Získané 15. októbra 2008. .
4. Moser, Andreas.. - Boston: Birkhäuser, 1998. - ISBN 0-8176-3993-4.
5. Turner J.J., Parrott A.C.(anglicky) // Neuropsychobiológia. - 2000. - Zv. 42, č. jeden . - S. 42-48. - DOI: [ Chyba: Neplatné DOI!]. - PMID 10867555.
6. Steinkellner T., Freissmuth M., Sitte H.H., Montgomery T.(anglicky) // Biologická chémia. - 2011. - Zv. 392, č. 1-2. - S. 103-115. -DOI:. - PMID 21194370.
7. Abreu-Villaça Y., Seidler F.J., Tate C.A., Slotkin T.A.(anglicky) // Výskum mozgu. - 2003. - Zv. 979, č. 1-2. - S. 114-128. - PMID 12850578.
8. Pedraza C., Garcia F.B., Navarro J.F.(anglicky) // Medzinárodný časopis neuropsychopharmacology / oficiálny vedecký časopis Collegium Internationale Neuropsychopharmacologicum (CINP). - 2009. - Zv. 12, č. 9. - S. 1165-1177. -DOI:. - PMID 19288974.

Zobraziť túto šablónu základná veda Klinická neuroveda Kognitívna neuroveda Ostatné oblasti

Výňatok charakterizujúci neurotoxín

Šesť mesiacov po smrti môjho starého otca sa stala udalosť, ktorá si podľa mňa zaslúži osobitnú zmienku. Bola zimná noc (a zimy v Litve boli vtedy veľmi chladné!). Práve som išiel spať, keď som zrazu pocítil zvláštne a veľmi jemné „volanie“. Akoby mi niekto volal odniekiaľ ďaleko. Vstal som a podišiel k oknu. Noc bola veľmi tichá, jasná a pokojná. Hlboký sneh sa leskol a trblietal studenými iskrami v celej spiacej záhrade, akoby na ňom odraz mnohých hviezd pokojne utkal svoju trblietavú striebornú sieť. Bolo to také ticho, akoby svet zamrzol v nejakom zvláštnom letargickom sne...
Zrazu som priamo pred mojím oknom uvidel svietiacu postavu ženy. Bol veľmi vysoký, vyše troch metrov, úplne priehľadný a trblietavý, ako keby bol utkaný z miliárd hviezd. Cítil som z nej vyžarujúce zvláštne teplo, ktoré ma obklopilo a akoby niekam volalo. Neznáma mávla rukou a vyzvala ich, aby ju nasledovali. A išiel som. Okná v mojej izbe boli veľmi veľké a nízke, podľa bežných štandardov neštandardné. Dole siahali takmer po zem, aby som mohol kedykoľvek voľne vyliezť. Bez najmenšieho strachu som nasledoval svojho hosťa. A čo bolo veľmi zvláštne – chlad som absolútne necítila, hoci vonku bolo v tej chvíli dvadsať stupňov pod nulou a ja som bola len v detskej nočnej košeli.
Žena (ak ju tak možno nazvať) opäť mávla rukou, akoby ho vyzývala, aby ju nasledoval. Bol som veľmi prekvapený, že normálna „lunárna cesta“ zrazu po zmene smeru „nasledovala“ cudzinca, akoby vytvorila svetelnú cestu. A uvedomil som si, že tam musím ísť. Sledoval som teda svojho hosťa až do lesa. Všade bolo to isté ubolené, zamrznuté ticho. Všetko naokolo sa lesklo a trblietalo v tichej žiare mesačného svetla. Celý svet akoby zamrzol v očakávaní toho, čo sa bude diať. Priehľadná postava sa pohla ďalej a ja, ako očarený, som ju nasledoval. Napriek tomu som nemal pocit chladu, hoci, ako som si neskôr uvedomil, celý ten čas som chodil bosý. A čo bolo tiež veľmi zvláštne, moje nohy nespadli do snehu, ale zdalo sa, že plávajú na povrchu a nezanechávajú na snehu žiadne stopy ...
Nakoniec sme prišli na malú okrúhlu čistinku. A tam... osvetlené mesiacom stáli v kruhu nezvyčajne vysoké, trblietavé postavy. Boli veľmi podobní ľuďom, len absolútne priehľadní a bez tiaže, ako môj nezvyčajný hosť. Všetci mali na sebe dlhé splývavé róby, ktoré vyzerali ako trblietavé biele plášte. Štyri postavy boli muži, s úplne bielymi (možno sivými), veľmi dlhými vlasmi zachytenými do jasne svietiacich obrúčok na čele. A dve ženské postavy, ktoré boli veľmi podobné môjmu hosťovi, s rovnako dlhými vlasmi a obrovským trblietavým krištáľom uprostred čela. Sálalo z nich rovnaké upokojujúce teplo a ja som akosi pochopil, že sa mi nemôže nič zlé stať.

Nepamätám si, ako som sa dostal do stredu tohto kruhu. Pamätám si len, ako zrazu zo všetkých týchto postáv vyšli jasne svietiace zelené lúče a spojili sa priamo na mňa, v oblasti, kde malo byť moje srdce. Celé moje telo začalo potichu „znieť“... (neviem, ako by bolo možné presnejšie definovať môj vtedajší stav, pretože to bol práve ten pocit zvuku vo vnútri). Zvuk bol čoraz silnejší, moje telo sa stalo beztiažovým a ja som visel nad zemou presne ako týchto šesť postáv. Zelené svetlo začalo byť neznesiteľne jasné a úplne zaplnilo celé moje telo. Bol tam pocit neuveriteľnej ľahkosti, akoby som sa chystal vzlietnuť. Zrazu mi v hlave prebleskla oslnivá dúha, akoby sa otvorili dvere a ja som uvidel nejaký úplne neznámy svet. Ten pocit bol veľmi zvláštny – akoby som tento svet poznal veľmi dlho a zároveň som ho nikdy nepoznal.

Čo sú to neurotoxíny? Ide o látky, ktoré zasahujú do elektrickej aktivity nervov, čo im bráni v správnom fungovaní.

Ako neurotoxíny ničia nervové bunky?

Neurotoxíny sú látky, ktoré interagujú s nervovými bunkami, nadmerne ich stimulujú alebo prerušujú proces komunikácie medzi nimi. Sú to procesy škodlivé pre nervové bunky, ktoré ovplyvňujú ich chemické procesy. Výskumy jasne ukazujú, že neurotoxíny znižujú životnosť nervových buniek. Tieto toxíny sú spojené s rôznymi poruchami mozgu a neurodegeneratívnymi ochoreniami, ako je Alzheimerova choroba, Huntingtonova chorea a Parkinsonova choroba.

Za posledných niekoľko desaťročí sa neurotoxíny výrazne rozmnožili. Mnohé z nich sa používajú v jedle, ktoré jeme, a vo vode, ktorú pijeme. Najpoužívanejšie neurotoxíny sú vo fast foodoch, konzervovaných potravinách a často sa používajú v dojčenskej výžive.

Neurotoxíny v potravinách

Ak máte dieťa alebo batoľatá, mali by ste venovať osobitnú pozornosť 10 najbežnejším neurotoxínom uvedeným nižšie. Deti sú voči neurotoxínom najzraniteľnejšie, pretože ich telá sa stále vyvíjajú. Spracované potraviny ako čipsy, cukríky a čokoláda často obsahujú neurotoxíny. Ak ste vystavení jedlu obsahujúcemu niektorý z nižšie uvedených neurotoxínov, mali by ste sa ho vyhnúť.

Aspartam (aka Equal, AminoSweet, NutraSweet, Spoonful) – Najčastejšie sa používa v potravinách bez cukru. Najmä v žuvačkách a nápojoch bez cukru. Väčšina aspartámu sa získava z odpadových produktov geneticky modifikovaných baktérií. Štúdie ukazujú, že aspartám môže spôsobiť cukrovku, migrény, zlyhanie obličiek, záchvaty, slepotu, obezitu, neurologické poruchy, duševné choroby a nádory mozgu.

Glutamát sodný (tiež známy ako MSG) sa najčastejšie používa v čipsoch, konzervách, detskej výžive a množstve nezdravých potravín. Nezávislí vedci sa domnievajú, že glutaman sodný hrá dôležitú úlohu pri rozvoji neurodegeneratívnych ochorení mozgu, vrátane Alzheimerovej, Parkinsonovej a Huntingtonovej choroby. Dôkazy podporujúce toto tvrdenie pochádzajú zo skutočnosti, že mononenasýtené glutány ničia neuróny, najmä mozgové bunky.

Sukralóza (tiež známa ako Splenda) je umelé sladidlo, ktoré sa používa vo výrobkoch bez cukru, najmä v nápojoch. Sukralóza bola objavená celkom náhodou, keď sa robil výskum na vytvorenie nového insekticídu. Preto sa mnohí vedci domnievajú, že sukralóza by sa mala považovať za insekticíd. Tento toxín je mnohými identifikovaný ako chemický príbuzný DDT. Sukralóza je chlórovaná zlúčenina a rozklad tohto typu zlúčeniny v tele uvoľňuje toxické chemikálie.

Hliník – Tento kov je bežný v pitnej vode a vakcínach. Hliník je telom veľmi silne absorbovaný. Kyselina citrónová alebo citrát môžu výrazne zvýšiť jeho vstrebávanie. Vakcíny sú jednou z hlavných príčin toxicity hliníka, pretože hliník sa vstrekuje priamo do tela.

Ortuť – Tento ťažký kov je bežný v rybích produktoch, vakcínach. Ortuť možno nájsť aj v pitnej vode. Je to jeden z najtoxickejších neurotoxínov, pretože ľahko ničí mozgové tkanivo.

Fluór (fluorid sodný). Tento toxín je veľmi bežný v pitnej vode a bežných zubných pastách. V minulosti sa fluorid používal ako jed na potkany. Fluorid používaný v spotrebných výrobkoch je zmesou veľmi nebezpečných chemikálií. Tiež známy ako fluorid sodný, je nemiešateľný s prírodným fluoridom vápenatým. Z tohto dôvodu majú fluoridové zubné pasty varovné štítky.

Hydrolyzovaný rastlinný proteín – Táto nezdravá zložka jedla je bežná vo väčšine nezdravých potravín. Obsahuje vysoké koncentrácie glutamátu a aspartátu, ktoré môžu stimulovať nervové bunky a v konečnom dôsledku viesť k ich smrti.

Kazeinát vápenatý – Tento toxín sa bežne používa v proteínových doplnkoch, nezdravých potravinách a čokoládových energetických produktoch. Pre svoje neurotoxické vlastnosti poškodzuje mozog.

Kazeinát sodný – Tento typ proteínu je bežný v mliečnych výrobkoch a nezdravých potravinách. Predpokladá sa, že spôsobuje problémy s autizmom a gastrointestinálnymi chorobami.

Kvasnicový extrakt je obľúbenou zložkou potravín v mnohých spracovaných potravinách, ako sú konzervy. Je toxický pre mozog.

Niektoré látky môžu mať mimoriadne negatívny vplyv na ľudské zdravie. Prírodné alebo syntetické jedy pôsobia na obličky, pečeň, srdce, poškodzujú cievy spôsobujúce krvácanie alebo pôsobia na bunkovej úrovni. Neurotoxíny sú látky, ktoré ovplyvňujú nervové vlákna a mozog a výsledky pôsobenia takýchto toxínov sa nazývajú neurotoxické poruchy. Účinok tohto druhu jedov môže byť oneskorený a môže spôsobiť akútne stavy.

Čo sú to neurotoxíny a kde sa používajú jedovaté látky

Neurotoxíny môžu byť chemikálie, anestetiká, antiseptiká, kovové výpary, drsné čistiace prostriedky, pesticídy a insekticídy. Niektoré živé organizmy sú schopné produkovať neurotoxíny v reakcii na ohrozenie imunitného systému a v životnom prostredí je prítomných množstvo toxických látok.

Podľa údajov z vedeckého výskumu, zhrnutých v publikácii autoritatívneho týždenníka lekárskeho časopisu "The Lancet", môže asi dvesto toxínov poškodiť ľudský nervový systém. Neskôr (podľa štúdia údajov Národného ústavu bezpečnosti práce) bolo potrebné pridať do zverejneného zoznamu čo najviac toxických látok, tak či onak, negatívne pôsobiacich na centrálny nervový systém.

V druhom prípade sa poškodenie nervových vlákien kombinovalo s poškodením pridružených orgánov a systémov a pri prekročení prípustných expozičných limitov sa objavili príznaky neurotoxickej poruchy.

Zoznam chemikálií, ktoré možno pripísať neurotoxínom, sa teda rozširuje v závislosti od toho, aké kritériá dodržiava konkrétna publikácia alebo autor.

Otravu neurotoxínmi možno získať vdychovaním toxických výparov, zvýšením prípustnej koncentrácie v krvi alebo konzumáciou potravín nasýtených veľkým množstvom toxických látok. Mnoho toxických látok je prítomných v životnom prostredí, spotrebnom tovare, chemikáliách pre domácnosť. Neurotoxíny sa používajú v kozmeteológii, medicíne a priemysle.

Aký je neurotoxický účinok na telo

Neurotoxický účinok sa rozširuje predovšetkým na mozog a nervové vlákna. Neutralizácia práce buniek v nervovom systéme môže viesť k svalovej paralýze, výskytu akútnej alergickej reakcie a ovplyvňuje celkový duševný stav človeka. V závažných prípadoch môže otrava spôsobiť kómu a byť smrteľná.

Jedovaté látky tohto druhu sa vstrebávajú do nervových zakončení, prenášajú sa do buniek a narúšajú životné funkcie. Prirodzené detoxikačné mechanizmy tela sú proti neurotoxínom prakticky bezmocné: napríklad v pečeni, ktorej hlavnou funkčnou vlastnosťou je odstraňovanie škodlivých látok, je väčšina neurotoxínov, vzhľadom na ich špecifickú povahu, spätne absorbovaná nervovými vláknami.

Neurotoxický jed môže skomplikovať priebeh akéhokoľvek ochorenia, čo sťažuje definitívnu diagnostiku a včasnú liečbu.

Bezchybné stanovenie presnej diagnózy zahŕňa určenie údajného zdroja infekcie, štúdium histórie kontaktov s potenciálnym jedom, identifikáciu úplného klinického obrazu a vykonanie laboratórnych testov.

Klasifikácia najznámejších predstaviteľov neurotoxínov

Lekárske zdroje rozdeľujú neurotoxíny na inhibítory kanálov, nervové látky a neurotoxické lieky. Podľa pôvodu sa toxické látky rozlišujú na látky získané z vonkajšieho prostredia (exogénne) a produkované telom (endogénne).

Klasifikácia neurotoxínov, ktoré môžu byť otrávené v práci a doma, zahŕňa tri skupiny najbežnejších látok:

1. Ťažké kovy. Ortuť, kadmium, olovo, antimón, bizmut, meď a ďalšie látky sa rýchlo vstrebávajú do tráviaceho traktu, spolu s krvným obehom sa dostávajú do všetkých životne dôležitých orgánov a ukladajú sa v nich.
2. Biotoxíny. Biotoxíny sú silné jedy, ktoré produkujú najmä morské živočíchy a pavúky. Látky sa môžu zavádzať mechanicky (hryzením alebo pichnutím) alebo požitím jedovatých zvierat. Okrem toho baktérie botulizmu patria medzi biotoxíny.
3. Xenobiotiká. Charakteristickým rysom tejto skupiny neurotoxínov je predĺžený účinok na ľudské telo: polčas dioxínu je napríklad od 7 do 11 rokov.

Príznaky poškodenia neurotoxínmi

Neurotoxické poruchy spôsobené toxickými látkami sú charakterizované množstvom symptómov typických pre otravu vo všeobecnosti a špecifickými znakmi, ktoré sa vyskytujú pri intoxikácii určitou zlúčeninou.

toxicita ťažkých kovov

Pacienti majú teda nasledujúce príznaky intoxikácie ťažkými kovmi:

• nepohodlie v bruchu;
• nadúvanie, hnačka alebo zápcha;
• nevoľnosť a občasné vracanie.

Otrava špecifickým kovom má zároveň svoje charakteristické črty. Takže pri intoxikácii ortuťou je v ústach cítiť kovovú chuť, charakteristické je zvýšené slinenie a opuch lymfatických uzlín a vyznačuje sa silným kašľom (niekedy s krvou), slzením a podráždením slizníc. dýchacieho traktu.

Závažný prípad je: vzniká anémia, koža sa stáva cyanotickou, práca pečene a obličiek je rýchlo narušená.

Otrava biotoxínmi

V prípade otravy biotoxínmi sa medzi prvé príznaky intoxikácie môžu vyskytnúť:

• zvýšené slinenie, znecitlivenie jazyka, strata citlivosti v nohách a rukách (typické pre otravu tetrodotoxínom obsiahnutým v rybách puffer);
• zvýšená bolesť brucha, nevoľnosť a vracanie, poruchy stolice, „muchy“ pred očami a respiračné zlyhanie (intoxikácia botulotoxínom);
• silná bolesť v srdci, hypoxia, ochrnutie vnútorných svalov (stav podobný infarktu nastáva pri otrave batrachotoxínom obsiahnutým v žľazách niektorých druhov žiab).

Xenobiotická intoxikácia

Neurotoxický jed antropogénneho pôvodu je nebezpečný, pretože príznaky intoxikácie sa môžu objaviť dlhodobo, čo vedie k chronickej otrave.

Poškodenie formaldehydom alebo dioxínmi - vedľajšími produktmi výroby pesticídov, papiera, plastov a pod. - je sprevádzané nasledujúcimi príznakmi:

• strata sily, únava, nespavosť;
• bolesť brucha, strata chuti do jedla a vyčerpanie;
• podráždenie slizníc úst, očí a dýchacích ciest;
• nevoľnosť, vracanie s krvou, hnačka;
• zhoršená koordinácia pohybov;
• úzkosť, delírium, pocit strachu.

Vlastnosti otravy neurotoxínmi

Charakteristickým znakom neurotoxínov je poškodenie ľudského nervového systému.

Preto je stav pacienta charakterizovaný:

• porušenie koordinácie pohybov;
• spomalenie mozgovej aktivity;
• zhoršené vedomie, strata pamäti;
• pulzujúca bolesť hlavy;
• tmavnutie v očiach.

K všeobecným príznakom sa spravidla pridávajú príznaky otravy z dýchacieho, tráviaceho a kardiovaskulárneho systému. Špecifický klinický obraz závisí od zdroja intoxikácie.

Prevencia intoxikácie v práci a doma

Prevencia otravy do značnej miery závisí od povahy potenciálnej hrozby. Aby sa predišlo intoxikácii biotoxínmi, jedlo by sa malo dôkladne tepelne upraviť, vyhýbať sa potravinám po expirácii alebo nekvalitným potravinám a zabrániť kontaktu s potenciálne jedovatými zvieratami a rastlinami. Otrave ťažkými kovmi je možné zabrániť používaním výrobkov vyrobených z týchto materiálov striktne na určený účel, dodržiavaním bezpečnostných opatrení pri práci v nebezpečných odvetviach a hygienických pravidiel.

Leonid Zavalsky

Neurotoxíny sa čoraz viac využívajú v medicíne na terapeutické účely.

Niektoré neurotoxíny s rôznymi molekulárnymi štruktúrami majú podobný mechanizmus účinku a spôsobujú fázové prechody v membránach nervových a svalových buniek. Nie poslednú úlohu v pôsobení neurotoxínov zohráva hydratácia, ktorá výrazne ovplyvňuje konformáciu interagujúcich jedov a receptorov.

Informácie o jedovatosti pufferfish (mak, mak, ryba-psi, fugu atď.) pochádzajú z dávnych čias (viac ako 2500 rokov pred Kristom). Z Európanov ako prvý podrobne opísal príznaky otravy známy moreplavec Cook, ktorý sa spolu so 16 námorníkmi počas druhej cesty okolo sveta v roku 1774 liečil pufferfish. Mal ešte šťastie, pretože sa „sotva dotkol filé“, zatiaľ čo „prasa, ktoré zjedlo vnútornosti, zomrelo a zomrelo“. Napodiv, Japonci si nemôžu odoprieť potešenie z ochutnania takejto, z ich pohľadu, pochúťky, hoci vedia, ako starostlivo by sa mala variť a je nebezpečná.

Prvé príznaky otravy sa objavujú v intervale od niekoľkých minút do 3 hodín po požití fugu. Nešťastný jedák najskôr pociťuje mravčenie a znecitlivenie jazyka a pier, ktoré sa následne rozšíri do celého tela. Potom začne bolesť hlavy a žalúdka, ruky ochrnú. Chôdza sa stáva nestabilnou, objavuje sa zvracanie, ataxia, stupor, afázia. Sťažuje sa dýchanie, klesá krvný tlak, telesná teplota, vzniká cyanóza slizníc a kože. Pacient upadne do kómy a krátko po zastavení dýchania sa zastaví aj srdcová činnosť. Jedným slovom typický obraz pôsobenia nervovoparalytickej látky.

V roku 1909 japonský výskumník Tahara izoloval účinnú látku z fugu a nazval ju tetrodotoxín. Avšak až o 40 rokov neskôr bolo možné izolovať tetrodotoxín v kryštalickej forme a stanoviť jeho chemický vzorec. Na získanie 10 g tetrodotoxínu musel japonský vedec Tsuda (1967) spracovať 1 tonu vaječníkov fugu. Tetrodotoxín je zlúčenina aminoperhydrochinazolínu s guanidínovou skupinou a má extrémne vysokú biologickú aktivitu. Ako sa ukázalo, práve prítomnosť guanidínovej skupiny zohráva rozhodujúcu úlohu pri výskyte toxicity.

Súčasne so štúdiom jedu papagájov a papagájov veľa laboratórií po celom svete študovalo toxíny izolované z tkanív iných živočíchov: mloky, mloky, jedovaté ropuchy a iné. Ukázalo sa zaujímavé, že v niektorých prípadoch sú tkanivá úplne iných zvierat, ktoré nemajú genetickú príbuznosť, najmä mloka kalifornského Taricha torosa, ryby rodu Gobiodon, stredoamerických žiab Atelopus, austrálskych chobotníc Hapalochlaena maculosa, produkovala rovnaký jed tetrodotoxín.

Pôsobením je tetrodotoxín veľmi podobný inému neproteínovému neurotoxínu – saxitoxínu, produkovanému jednobunkovými bičíkovitými dinoflagelátmi. Jed týchto bičíkových jednobunkových organizmov sa môže koncentrovať v tkanivách mäkkýšov pri hromadnom rozmnožovaní, po ktorom sa mušle pri konzumácii ľuďmi stanú jedovatými. Štúdium molekulárnej štruktúry saxitoxínu ukázalo, že jeho molekuly, podobne ako tetrodotoxín, obsahujú guanidínovú skupinu, dokonca dve takéto skupiny na molekulu. Inak saxitoxín nezdieľa štruktúrne prvky s tetrodotoxínom. Mechanizmus účinku týchto jedov je však rovnaký.

Patologické pôsobenie tetrodotoxínu je založené na jeho schopnosti blokovať vedenie nervového vzruchu v dráždivých nervových a svalových tkanivách. Jedinečnosť pôsobenia jedu spočíva v tom, že vo veľmi nízkych koncentráciách - 1 gama (stotisícina gramu) na kilogram živého tela - blokuje pri akčnom potenciáli prichádzajúci sodíkový prúd, čo vedie k smrti. Jed pôsobí iba na vonkajšiu stranu membrány axónu. Na základe týchto údajov japonskí vedci Kao a Nishiyama predpokladali, že tetrodotoxín, ktorého veľkosť guanidínovej skupiny je blízka priemeru hydratovaného sodíkového iónu, vstupuje do ústia sodíkového kanála a uviazne v ňom a stabilizuje sa mimo zvyšku. molekuly, ktorej veľkosť presahuje priemer kanálika. Podobné údaje sa získali pri štúdiu blokujúceho účinku saxitoxínu. Pozrime sa na tento fenomén podrobnejšie.

V pokoji sa medzi vnútornou a vonkajšou stranou membrány axónu udržiava potenciálny rozdiel približne 60 mV (zvonku je potenciál kladný). Pri krátkodobom vybudení nervu v mieste aplikácie (asi 1 ms) sa potenciálny rozdiel zmení znamienko a dosiahne 50 mV - prvá fáza akčného potenciálu. Po dosiahnutí maxima sa potenciál v tomto bode vráti do počiatočného stavu polarizácie, ale jeho absolútna hodnota je o niečo väčšia ako v pokoji (70 mV) - druhá fáza akčného potenciálu. V priebehu 3-4 ms sa akčný potenciál v tomto bode axónu vráti do pokojového stavu. Skratový impulz stačí na vybudenie susedného úseku nervu a jeho repolarizáciu v momente, keď sa predchádzajúci úsek vráti do rovnováhy. Akčný potenciál sa teda šíri pozdĺž nervu vo forme súvislej vlny postupujúcej rýchlosťou 20-100 m/s.

Hodgkin a Huxley a ich spolupracovníci podrobne študovali proces šírenia nervových vzruchov a ukázali, že v pokoji je membrána axónu nepriepustná pre sodík, zatiaľ čo draslík cez membránu voľne difunduje. Draslík „unikajúci“ von odnáša kladný náboj a vnútro axónu sa stáva záporne nabitým, čo bráni ďalšiemu uvoľňovaniu draslíka. V dôsledku toho sa ukazuje, že koncentrácia draslíka mimo nervovej bunky je 30-krát menšia ako vo vnútri. So sodíkom je situácia opačná: v axoplazme je jeho koncentrácia 10-krát nižšia ako v medzibunkovom priestore.

Molekuly tetrodotoxínu a saxitoxínu blokujú prácu sodíkového kanála a v dôsledku toho bránia prechodu akčného potenciálu cez axón. Ako je možné vidieť, okrem špecifickej interakcie guanidínovej skupiny s ústím kanála (interakcia typu „key-lock“) plní určitú funkciu v interakcii zvyšná časť molekuly, ktorá podlieha hydratácii molekulami vody z roztoku vody a soli obklopeného membránou.

Význam štúdií pôsobenia neurotoxínov možno len ťažko preceňovať, pretože po prvýkrát umožnili priblížiť sa k pochopeniu takých základných javov, ako je selektívna iónová permeabilita bunkových membrán, ktorá je základom regulácie životných funkcií telo. Použitím vysoko špecifickej väzby tritiovaného tetrodotoxínu bolo možné vypočítať hustotu sodíkových kanálov v axónovej membráne rôznych zvierat. Takže v obrovskom axóne chobotnice bola hustota kanálov 550 na štvorcový mikrón a v krajčírskom svale žaby to bolo 380.

Špecifické blokovanie nervového vedenia umožnilo použitie tetrodotoxínu ako silného lokálneho anestetika. V súčasnosti už mnohé krajiny zaviedli výrobu liekov proti bolesti na báze tetrodotoxínu. Existujú dôkazy o pozitívnom terapeutickom účinku neurotoxínových prípravkov pri bronchiálnej astme a kŕčových stavoch.

Mechanizmy účinku liekov morfínovej série boli doteraz veľmi podrobne študované. Medicína a farmakológia už dlho poznajú vlastnosti ópia na zmiernenie bolesti. Už v roku 1803 sa nemeckému farmakológovi Fritzovi Sertunerovi podarilo prípravok ópia vyčistiť a extrahovať z neho účinnú látku – morfín. Droga morfín bola široko používaná v klinickej praxi najmä počas prvej svetovej vojny. Jeho hlavnou nevýhodou je vedľajší účinok, ktorý sa prejavuje vo vytváraní chemickej závislosti a závislosti tela na lieku. Preto boli urobené pokusy nájsť náhradu za morfín ako účinný prostriedok proti bolesti, ale bez vedľajších účinkov. Všetky nové látky však, ako sa ukázalo, spôsobujú aj syndróm závislosti. Takýto osud postihol heroín (1890), meperidín (1940) a ďalšie deriváty morfínu. Množstvo molekúl opiátov líšiacich sa tvarom poskytuje základ na určenie presnej štruktúry opiátového receptora, ku ktorému je pripojená molekula morfínu, podobne ako tetrodotoxínový receptor.

Všetky molekuly analgeticky aktívnych opiátov majú spoločné prvky. Molekula ópia má pevný tvar T, ktorý predstavujú dva navzájom kolmé prvky. Hydroxylová skupina je umiestnená na báze T-molekuly a atóm dusíka je umiestnený na jednom z koncov vodorovnej čiary. Tieto prvky tvoria „základný základ“ kľúča, ktorý otvára receptor zámku. Zdá sa významné, že iba ľavotočivé izoméry morfínovej série majú analgetickú a euforickú aktivitu, zatiaľ čo pravotočivé izoméry sú takejto aktivity zbavené.

Početné štúdie preukázali, že opiátové receptory existujú v organizmoch všetkých stavovcov bez výnimky, od žralokov po primáty vrátane ľudí. Navyše sa ukázalo, že samotné telo je schopné syntetizovať látky podobné ópiu nazývané enkefalíny (metionín-enkefalín a leucín-enkefalín), ktoré pozostávajú z piatich aminokyselín a nevyhnutne obsahujú špecifický morfínový „kľúč“. Enkefalíny sú uvoľňované špeciálnymi enkefalínovými neurónmi a spôsobujú uvoľnenie tela. V reakcii na naviazanie enkefalínov na opiátový receptor vyšle riadiaci neurón relaxačný signál do hladkého svalstva a najstaršia formácia nervového systému - limbický mozog - ho vníma ako stav najvyššej blaženosti, čiže eufórie. Takýto stav môže nastať napríklad po ukončení stresu, dobre vykonanej práce alebo hlbokom sexuálnom uspokojení, vyžadujúcom určitú mobilizáciu síl tela. Morfín vzrušuje opiátový receptor, rovnako ako enkefalíny, aj keď nie je dôvod na blaženosť, ako napríklad v prípade choroby. Je dokázané, že stav nirvány jogínov nie je nič iné ako eufória dosiahnutá uvoľnením enkefalínov prostredníctvom autotréningu a meditácie. Joga tak otvára prístup k hladkým svalom a dokáže regulovať fungovanie vnútorných orgánov, dokonca aj zastaviť tep.