Отруйні та високотоксичні речовини нейротоксичної дії. Що таке нейротоксини? Нейротоксини механізм дії

>>>> Чим небезпечні нейротоксичні дії?

Чим небезпечні нейротоксичні дії?

Ряд речовин може чинити згубну дію на нервові волокна, і такі речовини називають нейротоксинами, а результати їхньої дії – нейротоксичними розладами. Нейротоксини можуть викликатигострі реакції або діяти відстрочено, перетворюючи токсичну дію на хронічний процес.

У ролі нейротоксинів можуть виступати хімічні реагенти, анестетики, антисептики, миючі засоби, пестициди, інсектициди, пара металів, лікарські засоби з нейротоксичним побічним ефектом. Нейротоксична дія може початися при випадковому попаданні в систему дихання, у кров компонентів даних речовин та при перевищенні їхньої допустимої концентрації в крові.

Нейротоксична діяречовин на організм проявляється у ряді ознак:

• Головні болі,
• Запаморочення,
• Почуття нудоти,
• Слабкість м'язів кінцівок,
• Порушення рівноваги,
• Почуття оніміння тканин,
• Порушення чутливості тканин,
• Уповільнення або порушення рефлексів,
• Порушення серцевої діяльності (аритмії, тахікардія),
• Порушення зору,
• Порушення дихання,
• Болі, подібні до корінкового синдрому,
• Порушення рухової активності,
• Затримка сечовипускання або нетримання сечі,
• Сплутаність свідомості.

Нейротоксичні розладиможуть мати оборотний характер і зникати при припиненні дії нейротоксину, але можуть призвести до незворотних пошкоджень в організмі.

Нейротоксичну дію можна піддатися:

• на виробництві хімічних речовин, тривалий час перебуваючи у шкідливій атмосфері,
• при роботах з добривами та інсектицидами у сільському господарстві та на приватних дачних ділянках,
• при проведенні дезінфекцій приміщень, перебуваючи в атмосфері, наповненій парами концентрованого дезінфектанта,
• при ремонтних і будівельних роботах з лако-фарбовими засобами, клеями, розчинниками в приміщеннях, що погано провітрюються,
• перебуваючи поблизу зони горіння з високою концентрацією чадного газу,
• Перебуваючи у зоні хімічної техногенної катастрофи (аварійні викиди).

Нейротоксичні розлади можуть з часом трансформуватися в захворювання нервової системи та опорно-рухового апарату: міопатії, хвороба Паркінсона, зниження або втрату зору, порушення роботи вестибулярного апарату, розумову деградацію, тики, тремор.

Лікування нейротоксичних розладівпобудовано на проведенні дезінтоксикаційних заходів щодо виведення з організму токсичних речовин та зниження їх концентрації у тканинах, відновлення водно – електролітного балансу, очищення крові від токсинів шляхом гемосорбції. При нейротоксикозі проводять симптоматичну терапію (протисудомними препаратами, міорелаксантами, протизапальними препаратами, протиалергічними препаратами) щодо усунення порушень, що з'явилися внаслідок токсичної дії. Пріоритетний напрямок при лікуванні нейротоксичних розладів набуває відновлення дихальної активності, гемодинаміки, запобігання набряку мозку. Далі проводиться моніторинг постраждалих органів, призначається відповідне лікування та відновлюється рухова активність.

Нейротоксини є ботулотоксин, понератоксин, тетродотоксин, батрахотоксин, компоненти отрут бджіл, скорпіонів, змій, саламандр.

Потужні нейротоксини, такі як батрахотоксин, впливають на нервову систему деполяризацією нервів та м'язових волокон, збільшуючи проникність клітинної мембрани для іонів натрію.

Багато отрут і токсини, використовувані організмами захисту від хребетних, є нейротоксинами. Найчастіший ефект – параліч, що настає дуже швидко. Деякими тваринами нейротоксини використовуються при полюванні, оскільки паралізована жертва стає зручним видобутком.

Джерела нейротоксинів

Зовнішні

Нейротоксини, що надійшли із зовнішнього середовища, належать до екзогенним. Можуть являти собою гази (наприклад, монооксид вуглецю, БОВ), метали (ртуть та ін), рідини та тверді речовини.

Дія екзогенних нейротоксинів після проникнення в організм залежить від їх дози.

Внутрішні

Нейротоксичність можуть мати речовини, що виробляються всередині організму. Вони називаються ендогенниминейротоксинами. Прикладом може бути нейромедіатор глутамінат, який токсичний при великій концентрації і призводить до апоптозу.

Класифікація та приклади

Інгібітори каналів

Нервово-паралітичні ОВ

• Алкільні похідні метилфторфосфонової кислоти: зарин, зоман, циклозарин, етилзарин.

• Холінтіофосфонати та холінфосфонати: V-гази.

• Інші подібні сполуки: , табун .

Нейротоксичні препарати

Див. також

• Бородавчатка - риба, що виділяє нейротоксин
• Нікотин - нейротоксин, що особливо сильно діє на комах.
• Тератогенез (механізм виникнення аномалій розвитку)

Напишіть відгук про статтю "Нейротоксин"

Примітки

1. Хоча токсинами є лише речовини біологічного походження, термін Нейротоксин застосовується і до синтетичних отрут. "Natural and synthetic neurotoxins", 1993, ISBN 978-0-12-329870-6, sect. «Preface», quote: «Neurotoxins є toxic substances with selective actions on the nervous system. Будучи виразом, токсинами є природний оригінал, але терм "неуротоксин" має бути widely applied до деяких synthetic chemicals, що act selectively on neurones»
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. . Перевірено 15 жовтня 2008 року.
4. Moser, Andreas.. – Boston: Birkhäuser, 1998. – ISBN 0-8176-3993-4.
5. Turner J. J., Parrott A. C.(Англ.) // Neuropsychobiology. – 2000. – Vol. 42, no. 1 . – P. 42-48. - DOI : [ Помилка: Неправильний DOI!]. – PMID 10867555.
6. Steinkellner T., Freissmuth M., Sitte H. H., Montgomery T.(Англ.) // Biological chemistry. – 2011. – Vol. 392, no. 1-2. – P. 103-115. - DOI:. - PMID 21194370.
7. Abreu-Villaça Y., Seidler F. J., Tate C. A., Slotkin T. A.(англ.) // Brain research. – 2003. – Vol. 979, no. 1-2. – P. 114-128. – PMID 12850578.
8. Pedraza C., Garcia F. B., Navarro J. F.(англ.) // The international journal of neuropsychopharmacology / official scientific journal of Collegium Internationale Neuropsychopharmacologicum (CINP). – 2009. – Vol. 12, no. 9 . – P. 1165-1177. - DOI:. – PMID 19288974.

Перегляд цього шаблону Фундаментальна наука Клінічна нейронаука Когнітивна нейробіологія Інші області

Уривок, що характеризує Нейротоксин

Через шість місяців після смерті мого діда сталася подія, яка, на мою думку, заслуговує на особливу згадку. Була зимова ніч (а зими на той час у Литві були дуже холодні!). Я щойно лягла спати, як раптом відчула дивний і дуже м'який заклик. Наче хтось кликав мене звідкись здалеку. Я підвелася і підійшла до вікна. Ніч була дуже тиха, ясна та спокійна. Глибокий сніговий покрив блищав і переливався холодними іскрами по всьому сплячому саду, ніби відблиск безлічі зірок спокійно ткав на ньому своє сяюче срібне павутиння. Було так тихо, наче світ завмер у якомусь дивному летаргічному сні.
Раптом прямо перед моїм вікном я побачила фігуру жінки, що світилася. Вона була дуже високою, вище трьох метрів, абсолютно прозорою і виблискувала, ніби була зіткана з мільярдів зірок. Я відчула дивне тепло, що походить від неї, яке огортало і ніби кликало кудись. Незнайомка змахнула рукою, запрошуючи йти за нею. І я пішла. Вікна у моїй кімнаті були дуже великими та низькими, нестандартними за нормальними мірками. Внизу вони доходили майже до землі, тому я могла вільно в будь-який час вилізти назовні. Я пішла за своєю гостею не відчуваючи жодного страху. І що було дуже дивно – абсолютно не відчувала холоду, хоча на вулиці в той момент було градусів двадцять нижче за нуль, а я була тільки в моїй дитячій нічній сорочці.
Жінка (якщо її можна так назвати) знову змахнула рукою, ніби запрошуючи слідувати за собою. Мене дуже здивувало, що нормальна «місячна дорога» раптом, змінивши свій напрямок, «наступила» за незнайомкою, ніби створюючи стежку, що світиться. І я зрозуміла, що маю йти саме туди. Так я пішла за моєю гостею до самого лісу. Скрізь була така ж щира, застигла тиша. Все навколо виблискувало і переливалося у мовчазному сяйві місячного світла. Весь світ ніби завмер в очікуванні того, що мало ось-ось статися. Прозора постать рухалася далі, а я, як заворожена, йшла за нею. Так само не з'являлося почуття холоду, хоча, як я потім зрозуміла, я весь цей час йшла босоніж. І що також було дуже дивним, мої ступні не провалювалися в сніг, а ніби пливли поверхнею, не залишаючи на снігу жодних слідів...
Нарешті ми підійшли до невеликої круглої галявини. І там… освітлені місяцем, по колу стояли надзвичайно високі, сяючі фігури. Вони були дуже схожі на людей, лише абсолютно прозорі та невагомі, як і моя незвичайна гостя. Всі вони були в довгих майорячих шатах, схожих на білі мерехтливі плащі. Четверо фігур були чоловічими, з абсолютно білим (можливо сивим), дуже довгим волоссям, перехопленим яскраво світним обручами на лобі. І дві фігури жіночі, які були дуже схожими на мою гостю, з таким же довгим волоссям і величезним блискучим кристалом у середині чола. Від них виходило те саме заспокійливе тепло і я якимось чином розуміла, що зі мною нічого поганого не може статися.

Я не пам'ятаю, як опинилася у центрі цього кола. Пам'ятаю тільки, як раптом від усіх цих постатей пішли зелені промені, що яскраво світилися, і з'єдналися прямо на мені, в районі, де мало бути моє серце. Все моє тіло почало тихо «звучати»… (не знаю, як можна було б точніше визначити мій тодішній стан, бо це було саме відчуття звуку всередині). Звук ставав все сильнішим і сильнішим, моє тіло стало невагомим і я повисла над землею так само, як ці шість фігур. Зелене світло стало нестерпно яскравим, повністю заповнюючи все моє тіло. З'явилося відчуття неймовірної легкості, ніби ось-ось збиралася злетіти. Раптом у голові спалахнула сліпуча веселка, ніби відчинилися двері і я побачила якийсь зовсім незнайомий світ. Відчуття було дуже дивним – наче я знала цей світ дуже давно і водночас не знала його ніколи.

Що таке нейротоксини? Це речовини, які перешкоджають електричній активності нервів, що перешкоджає їхній нормальній роботі.

Як нейротоксини руйнують нервові клітини?

Нейротоксини — це речовини, які взаємодіють із нервовими клітинами, надмірно стимулюючи їх чи перериваючи процес спілкування з-поміж них. Це шкідливі процеси для нервових клітин, які впливають на їх хімічні процеси. Дослідження ясно показують, що нейротоксини зменшують життя нервових клітин. Ці токсини пов'язані з різними порушеннями мозку та нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера, хорея Хантінгтона та хвороба Паркінсона.

Останні кілька десятиліть нейротоксини значно поширилися. Багато хто з них використовують у їжу, яку ми їмо, та воді, яку ми п'ємо. Найбільш широко використовуються нейротоксини у фаст-фуді, консерваціях, також часто використовуються в дитячій суміші.

Нейротоксини у харчових продуктах

Якщо у вас є дитина або малюки, ви повинні звернути особливу увагу на 10 найпоширеніших нейротоксинів, наведених нижче. Діти найбільш уразливі до нейротоксинів, оскільки їхній організм все ще розвивається. Оброблені продукти, такі як чіпси, цукерки та шоколад, часто містять нейротоксини. Якщо ви зіткнулися з їжею, що містить будь-який з нейротоксинів, наведених нижче, ви повинні уникати її вживання.

Аспартам (він же Equal, AminoSweet, NutraSweet, Spoonful) найчастіше використовується в харчових продуктах, що не містять цукру. Особливо в жувальних гумах та напоях без цукру. Більшість аспартаму одержують із відходів генетично модифікованих бактерій. Дослідження показують, що аспартам може викликати діабет, мігрень, ниркову недостатність, судоми, сліпоту, ожиріння, неврологічні розлади, психічні захворювання та пухлини головного мозку.

Глутамат натрію (також відомий як MSG) - найчастіше використовується в чіпсах, консервах, дитячому харчуванні та низці нездорових продуктах. Незалежні дослідники вважають, що глутамат натрію відіграє важливу роль у розвитку нейродегенеративних захворювань головного мозку, у тому числі хвороби Альцгеймера, Паркінсона та Хантінгтона. Докази, які б підтверджували цю претензію, пов'язані з тим, що мононенасичені грутани руйнують нейрони, особливо клітини мозку.

Sucralose (також відомий як Splenda) – штучний підсолоджувач, який використовується у продуктах без цукру, особливо напоїв. Сукралозу було виявлено досить випадково, тоді як дослідження було проведено для створення нового інсектициду. Тому багато вчених вважають, що сукралозу слід розглядати як інсектицид. Цей токсин визначається багатьма як хімічний кузен ДДТ. Сукралоза є хлорована сполука, і розкладання цього типу сполук в організмі вивільняє токсичні хімічні речовини.

Алюміній - цей метал поширений у питній воді та вакцинах. Алюміній дуже поглинається тілом. Лимонна кислота чи цитрат можуть значно збільшити її абсорбцію. Вакцини є однією з основних причин інтоксикації алюмінієм, тому що алюміній вводиться безпосередньо до організму.

Ртуть – цей важкий метал поширений у рибних продуктах, вакцинах. Ртуть можна також знайти у питній воді. Це один із найтоксичніших нейротоксинів, тому що він легко руйнує тканину головного мозку.

Фтор (фторид натрію) Цей токсин дуже поширений у питній воді та звичайних зубних пастах. У минулому фторид використовувався як щуряна отрута. Фторид, що використовується в споживчих продуктах, є сумішшю дуже небезпечних хімічних речовин. Також відомий як фторид натрію, він не поєднується з природним фторидом кальцію. З цієї причини фторвмісні зубні пасти мають застережливі написи.

Гідролізований рослинний білок - цей шкідливий харчовий інгредієнт поширений у більшості хворих на продукти харчування. Він містить високі концентрації глутамату та аспартату, які можуть стимулювати нервові клітини і зрештою призвести до їх смерті.

Казеїнат кальцію - цей токсин зазвичай використовується в білкових добавках, хворих продуктах і шоколадних продуктах-енергетиках. Він ушкоджує мозок через його нейротоксичні властивості.

Казеїнат натрію - цей тип білка поширений у молочних продуктах та нездоровій їжі. Вважається, що він викликає проблеми з аутизмом та шлунково-кишковими захворюваннями.

Екстракт дріжджів – це популярний харчовий інгредієнт у багатьох оброблених харчових продуктах, таких як консерви. Він токсичний для мозку.

Деякі речовини можуть дуже негативно впливати на здоров'я людини. Природні чи синтетичні отрути вражають нирки, печінку, серце, ушкоджують кровоносні судини, викликаючи кровотечі, чи діють на клітинному рівні. Нейротоксинами називають речовини, які вражають нервові волокна та головний мозок, а результати дії таких токсинів – нейротоксичними розладами. Вплив таких отрут може бути як відстроченим, і викликати гострі стану.

Що таке нейротоксини і де застосовуються отруйні речовини

Нейротоксинами можуть бути хімічні речовини, лікарські засоби, що викликають анестезію, антисептики, пари металів, агресивні миючі засоби, пестициди та інсектициди. Деякі живі організми здатні виробляти нейротоксин у відповідь на загрозу імунній системі, численні отруйні речовини присутні в навколишньому середовищі.

За даними наукових досліджень, узагальненими у публікації авторитетного щотижневого медичного журналу ”The Lancet”, ушкоджувати нервову систему людини можуть близько двохсот токсинів. Пізніше (з вивчення даних Національного Інституту Професійної Безпеки) виникла потреба додати до опублікованого списку ще стільки ж отруйних речовин, що тим чи іншим чином негативно впливають на ЦНС.

У разі пошкодження нервових волокон поєднувалося з ураженням супутніх органів прокуратури та систем, а симптоми нейротоксичного розлади з'являлися за перевищенні допустимих меж впливу.

Так, список хімічних речовин, які можна зарахувати до нейротоксинів, розширюється залежно від того, яких критеріїв дотримується конкретне видання чи автор.

Отримати отруєння нейротоксином можна при вдиханні отруйних парів, підвищенні допустимої концентрації в крові або вживанні продуктів, насичених великою кількістю токсичних речовин. Багато отруйних речовин присутні у навколишньому середовищі, товарах масового споживання, побутових хімікатах. Нейротоксини застосовуються в косметології, медицині та промисловості.

У чому полягає нейротоксична дія на організм

Нейротоскічне вплив поширюється насамперед головний мозок і нервові волокна. Нейтралізація роботи клітин у нервовій системі може призводити до паралічу м'язів, виникнення гострої алергічної реакції, впливає на загальний психічний стан людини. У важких випадках отруєння може викликати комусь і закінчитися летальним кінцем.

Отруйні речовини подібного роду вбираються у нервові закінчення, передаються у клітини та порушують життєво важливі функції. Механізми природної детоксикації організму практично безсилі проти нейротоксинів: у печінці, наприклад, основна функціональна особливість якої полягає у виведенні шкідливих речовин, більшість нейротоксинів внаслідок свого специфічного характеру повторно всмоктуються нервовими волокнами.

Нейротоксична отрута може ускладнювати перебіг будь-якої хвороби, що ускладнює остаточну діагностику та своєчасне лікування.

Встановлення точного діагнозу в обов'язковому порядку включає визначення передбачуваного джерела зараження, вивчення історії контактів з потенційною отрутою, виявлення повної клінічної картини і проведення лабораторних тестів.

Класифікація найвідоміших представників нейротоксинів

Медичні джерела поділяють нейротоксини на інгібітори каналів, нервово-паралітичні отруйні речовини та нейротоксичні препарати. За походженням розрізняють отруйні речовини на отримані із зовнішнього середовища (екзогенні) та вироблені організмом (ендогенні).

Класифікація нейротоксинів, отруєння якими є можливість отримати на виробництві та в побуті, включає в себе три групи найпоширеніших речовин:

1. Важкі метали. Ртуть, кадмій, свинець, сурма, вісмут, мідь та інші речовини швидко всмоктуються в травний тракт, розносяться з кровотоком по всіх життєво важливих органах та осідають у них.
2. Біотоксини. До біотоксинів належать сильнодіючі отрути, які виробляються зокрема морськими мешканцями та павуками. Речовини можуть проникати механічним шляхом (при укусі або уколі) або при вживанні отруйних тварин. Крім того, до біотоксинів належать бактерії ботулізму.
3. Ксенобіотики. Відмінна риса цієї групи нейротоксинів полягає у пролонгованому впливі на організм людини: період напіврозпаду діоксину, наприклад, становить від 7 до 11 років.

Симптоми ураження нейротоксинами

Нейротоксичні розлади, спричинені отруйними речовинами, характеризуються рядом симптомів, типових для отруєнь у принципі, та специфічними ознаками, що виникають при інтоксикації певною сполукою.

Інтоксикація важкими металами

Так, у хворих виникають такі ознаки інтоксикації важкими металами:

• дискомфорт у животі;
• здуття, діарея чи запори;
• нудота та періодичне блювання.

При цьому отруєння конкретним металом має відмінні риси. Так, при інтоксикації ртуттю відчувається металевий присмак у роті, характерно підвищене слиновиділення та набухання лімфатичних вузлів, а відрізняється сильним кашлем (іноді з кров'ю), сльозотечею, подразненням слизових оболонок дихальних шляхів.

Тяжким випадком є: розвивається анемія, шкірні покриви стають синюшними, швидко порушується робота печінки та нирок.

Отруєння біотоксинами

При отруєнні біотоксинами серед перших ознакою інтоксикації можуть виникати:

• підвищене слиновиділення, оніміння язика, втрата чутливості ніг та рук (характерно для отруєння тетродотоксином, що міститься у рибі фугу);
• наростаючі болі в животі, нудота і блювання, порушення випорожнень, “мушки” перед очима та дихальна недостатність (інтоксикація ботулотоксином);
• сильні болі в серці, гіпоксія, паралічі внутрішніх м'язів (стан, подібний до серцевого нападу виникає при отруєнні батрахотоксином, що міститься в залозах деяких видів жаб).

Інтоксикація ксенобіотиками

Нейротоксична отрута антропогенного походження небезпечна тим, що симптоми інтоксикації можуть з'являтися у тривалій перспективі, що призводить до хронічного отруєння.

Поразка формальдегідом або діоксинами – побічними продуктами виробництва пестицидів, паперу, пластмас тощо – супроводжується такими ознаками:

• занепад сил, швидка стомлюваність, безсоння;
• біль у животі, втрата апетиту та виснаження;
• подразнення слизових оболонок ротової порожнини, очей та дихальних шляхів;
• нудота, блювання із кров'ю, діарея;
• порушення координації рухів;
• тривожність, марення, почуття страху.

Особливості отруєння нейротоксинами

Відмінною рисою нейротоксинів є ураження нервової системи людини.

Так, стан пацієнта характеризується:

• порушеннями координації рухів;
• уповільненням мозкової активності;
• порушеннями свідомості, втратою пам'яті;
• пульсуючим головним болем;
• потемнінням в очах.

До загальних ознак, як правило, додаються симптоми отруєння з боку дихальної, травної та серцево-судинної систем. Конкретна клінічна картина залежить від джерела інтоксикації.

Профілактика інтоксикації на виробництві та у побуті

Профілактика отруєнь залежить від характеру потенційної загрози. Так, щоб уникнути інтоксикації біотоксинами слід піддавати ретельній тепловій обробці продукти харчування, уникати споживання прострочених або неякісних продуктів, запобігати контактам з потенційно отруйними тваринами та рослинами. Запобігти отруєнню важкими металами можна, використовуючи вироби з цих матеріалів суворо за призначенням, дотримуючись заходів безпеки під час роботи на шкідливих виробництвах та санітарних правил.

Леонід Завальський

Нейротоксини все частіше використовують у медицині для лікувальних цілей.

Деякі нейротоксини з різною молекулярною структурою мають подібний механізм дії, викликаючи фазові переходи в мембранах нервових і м'язових клітин. Не останню роль діє нейротоксинів грає гідратація, що істотно впливає на конформацію взаємодіючих отрут і рецепторів.

Відомості про отруйність іглобрюхів (маки-маки, риби-собаки, фугу та ін.) сягають глибокої давнини (понад 2500 років до нашої ери). З європейців першим дав докладний опис симптомів отруєння відомий мореплавець Кук, який разом із 16 моряками пригостився іглобрюхом під час другої подорожі навколо світу 1774 року. Йому ще пощастило, оскільки він "ледве доторкнувся до філе", тоді як "свиня, що з'їла нутрощі, здохла і здохла". Як не дивно, японці не можуть відмовити собі в задоволенні скуштувати такий, на їхній погляд, делікатес, хоча й знають, як обережно слід його готувати і небезпечно їсти.

Перші ознаки отруєння з'являються в інтервалі від декількох хвилин до 3 годин після фугу в їжу. Спочатку невдаха їдок відчуває поколювання і оніміння язика і губ, що поширюється потім на все тіло. Потім починається головний та шлунковий біль, руки паралізуються. Хода стає хитається, з'являється блювання, атаксія, ступор, афазія. Дихання не може, артеріальний тиск знижується, знижується температура тіла, розвивається ціаноз слизових і шкіри. Хворий впадає у коматозний стан, і невдовзі після зупинки дихання припиняється серцева діяльність. Одним словом, типова картина дії нервово-паралітичної отрути.

У 1909 році японський дослідник Тахар виділив активний початок з фугу і назвав його тетродотоксином. Однак лише через 40 років вдалося виділити тетродотоксин у кристалічному вигляді та встановити його хімічну формулу. Для отримання 10 г тетродотоксину японському вченому Тсуд (1967) довелося переробити 1 тонну яєчників фугу. Тетродотоксин являє собою сполуку амінопергідрохіназоліну з гуанідиновою групою і має надзвичайно високу біологічну активність. Як виявилось, саме наявність гуанідинової групи грає вирішальну роль у виникненні токсичності.

Одночасно з дослідженням отрути скелезубих риб та іглобрюхів у багатьох лабораторіях світу вивчалися токсини, виділені з тканин інших тварин: саламандр, тритонів, отруйних жаб та інших. Цікавим виявилося те, що в деяких випадках тканини абсолютно різних тварин, що не мають генетичної спорідненості, зокрема каліфорнійського тритону Taricha torosa, риб роду Gobiodon, центрально-американських жаб Atelopus, австралійських восьминогів Hapalochlaena maculosa, виробляли ту саму отруту тетродотоксин.

По дії тетродотоксин дуже схожий з іншим небілковим нейротоксином - сакситоксином, що продукується одноклітинними джгутиковими динофлагелятами. Отрута цих джгутикових одноклітинних може концентруватися в тканинах молюсків мідій при масовому розмноженні, після чого мідії стають отруйними при вживанні людиною в їжу. Вивчення молекулярної структури сакситоксин показало, що його молекули, як і тетродотоксин, містять гуанідинову групу, навіть дві таких групи на молекулу. В іншому сакситоксин не має загальних структурних елементів із тетродотоксином. Але механізм дії цих отрут однаковий.

В основі патологічної дії тетродотоксину лежить його здатність блокувати проведення нервового імпульсу у збудливих нервових та м'язових тканинах. Унікальність дії отрути полягає в тому, що вона в дуже низьких концентраціях – 1 гам (стотисячна частка грама) на кілограм живого тіла – блокує вхідний натрієвий струм під час потенціалу дії, що призводить до смертельного результату. Отрута діє лише із зовнішнього боку мембрани аксона. На підставі цих даних японські вчені Као і Нішияма висловили гіпотезу, що тетродотоксин, розмір гуанідинової групи якого близький до діаметру гідратованого іону натрію, входить у гирло натрієвого каналу і застряє в ньому, стабілізуючись зовні рештою молекули, розміри якої перевищують діаметр каналу. Аналогічні дані були отримані щодо блокуючого дії сакситоксина. Розглянемо явище докладніше.

У стані спокою між внутрішньою та зовнішньою сторонами мембрани аксона підтримується різниця потенціалів, що дорівнює приблизно 60 мВ (зовні потенціал позитивний). При збудженні нерва в точці застосування за короткий час (близько 1 мс) різниця потенціалів змінює знак і досягає 50 мВ – перша фаза потенціалу дії. Після досягнення максимуму потенціал у цій точці повертається до початкового стану поляризації, але абсолютна величина його стає дещо більшою, ніж у стані спокою (70 мВ) – друга фаза потенціалу дії. Протягом 3-4 мс потенціал дії у цій точці аксона повертається у стан спокою. Імпульс короткого замикання достатній для збудження сусідньої ділянки нерва та переполяризації його в той момент, коли попередня ділянка повертається до рівноваги. Таким чином, потенціал дії поширюється по нерву у вигляді хвилі, що невпинно біжить, зі швидкістю 20-100 м/с.

Ходжкін і Хакслі з співробітниками докладно досліджували процес поширення нервового збудження і показали, що в стані спокою мембрана аксона непроникна для натрію, тоді як калій вільно дифундує через мембрану. «Випливаючий» назовні калій забирає позитивний заряд, і внутрішній простір аксона заряджається негативно, перешкоджаючи подальшому виходу калію. У результаті виявляється, що концентрація калію зовні нервової клітини у 30 разів менша, ніж усередині. З натрієм ситуація протилежна – в аксоплазмі його концентрація у 10 разів нижча, ніж у міжклітинному просторі.

Молекули тетродотоксину та саксітоксину блокують роботу натрієвого каналу і, як наслідок, перешкоджають проходженню потенціалу дії через аксон. Як видно, крім специфічної взаємодії гуанідинової групи з гирлом каналу (взаємодія типу «ключ-замок»), певну функцію у взаємодії виконує частина молекули, що залишилася, схильна до гідратації молекулами води з водно-сольового розчину в оточенні мембрани.

Значення досліджень дії нейротоксинів важко переоцінити, оскільки вони вперше дозволили наблизитися до розуміння таких фундаментальних явищ як селективна іонна проникність клітинних мембран, що лежить в основі регуляції життєвих функцій організму. Використовуючи високо специфічне зв'язування міченого тритієм тетродотоксину, вдалося підрахувати густину натрієвих каналів у мембрані аксонів різних тварин. Так, у гігантському аксоні кальмара щільність каналів склала 550 на квадратний мкм, а в кравецькому м'язі жаби – 380.

Специфічне блокування нервової провідності дозволило використовувати тетродотоксин як сильний місцевий анестетик. Нині у багатьох країнах вже налагоджено виробництво знеболюючих препаратів з урахуванням тетродотоксину. Є дані про позитивний терапевтичний ефект препаратів нейротоксину при бронхіальній астмі та судомних станах.

Докладно досліджені до теперішнього часу та механізми дії наркотиків морфієвого ряду. Медиці та фармакології давно відомі властивості опію знімати болючі відчуття. Вже в 1803 році німецький фармаколог Фріц Сертюнер зумів очистити препарат опіуму і витягти з нього діючий початок – морфін. Медичний препарат морфіну широко використовувався у клінічній практиці, особливо у роки першої світової війни. Головний його недолік - побічна дія, що виражається у формуванні хімічної залежності та звикання організму до наркотику. Тому були спроби знайти заміну морфію настільки ж ефективним знеболюючим засобом, але позбавленим побічної дії. Однак і нові речовини, як виявилося на перевірку, теж викликають синдром звикання. Така доля спіткала героїн (1890), меперидин (1940) та інші похідні морфіну. Розмаїття розрізняються формою молекул опіатів дає основу точного встановлення будови опиат-рецептора, якого приєднується молекула морфію, подібно рецептору тетродотоксина.

Усі молекули аналгетично активних опіатів мають спільні елементи. Молекула опію має жорстку Т-подібну форму, представлену двома взаємно перпендикулярними елементами. На підставі Т-молекули розміщується гідроксильна група, але в одному з кінців горизонтальної планки – атом азоту. Ці елементи становлять базову основу ключа, що відкриває рецептор-замок. Істотним є те, що знеболювальною та ейфоричною активністю мають лише лівообертаючі ізомери морфієвого ряду, тоді як правообертаючі такої активності позбавлені.

Численними дослідженнями було встановлено, що опіат-рецептори існують в організмах усіх без винятку хребетних тварин від акули до приматів, включаючи людину. Більше того, виявилося, що сам організм здатний синтезувати опієподібні речовини, які називаються енкефалінами (метіонін-енкефалін і лейцин-енкефалін), що складаються з п'яти амінокислот і обов'язково містять специфічний морфієвий «ключ». Енкефаліни викидаються спеціальними енкефаліновими нейронами та викликають розслаблення організму. У відповідь приєднання енкефалінів в опиат-рецептору управляючий нейрон посилає сигнал розслаблення гладкій мускулатурі і сприймається найдавнішою формацією нервової системи – лімбічним мозком – як стан вищого блаженства, чи ейфорії. Такий стан, наприклад, може наступати після завершення стресу, добре виконаної роботи або глибокого сексуального задоволення, що потребують відомої мобілізації сил організму. Морфій збуджує опіат-рецептор, як і енкефаліни, навіть коли немає підстав для блаженства, наприклад, у разі хвороби. Доведено, що стан нірвани йогів є не що інше, як ейфорія, досягнута викидом енкефалінів шляхом аутотренінгу та медитації. У такий спосіб йоги відкривають доступ до гладкої мускулатури і можуть регулювати роботу внутрішніх органів, навіть зупиняти биття серця.