टेट्रोडोटॉक्सिन: संरचना, विशेषताओं, उपयोग, प्रभाव - रसायन विज्ञान - 2025

Tetrodotoxin (TTX) एक जहरीला aminoperhidroquinazolina, जिगर और अंडाशय आदेश मछली Tetraodontiformes में पाया जाता है; पफर मछली सहित। इसी तरह, यह न्यूट्स, फ्लैटवर्म्स (फ्लैटवर्म्स), केकड़ों, ब्लू-रिंग ऑक्टोपस और बड़ी संख्या में बैक्टीरिया में पाया जाता है।

बैक्टीरिया की प्रजातियों में जिनमें टेट्रोडोटॉक्सिन (टीटीएक्स के रूप में संक्षिप्त) पाया जाता है, वे हैं: विब्रियो एलिग्नोलिटिकस, स्यूडोलेटरोमोनस टेट्राओडोनिस, साथ ही जीनस विब्रियो और स्यूडोमोनस के अन्य बैक्टीरिया। यहां से यह अंतर्ज्ञान किया जा सकता है कि इसका मूल जीवाणु है।

टेट्रोडोटॉक्सिन अणु और इसके प्राकृतिक स्रोतों में से एक: पफर मछली। स्रोत: मूल छवि (GFDL / cc-by-sa): Liné1Derivative: Capaccio

हालांकि, पफर मछली में टीटीएक्स के स्राव के लिए एक्सोक्राइन ग्रंथियों की उपस्थिति, साथ ही साथ नीले-अंगूठी वाले ऑक्टोपस की लार ग्रंथियों में इसके भंडारण से पता चला कि कुछ जानवरों में इसे संश्लेषित करने की क्षमता भी हो सकती है।

TTX न्यूरोनल एक्सोन और कंकाल और चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं के सोडियम चैनलों को अवरुद्ध करके शरीर पर अपनी कार्रवाई करता है; हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाओं को छोड़कर, जिसमें टीटीएक्स प्रतिरोधी "गेट्स" हैं।

TTX द्वारा मध्यस्थता में मनुष्य की अचानक मृत्यु का मुख्य कारण डायाफ्राम और इंटरकोस्टल मांसपेशियों पर इसकी लकवाग्रस्त क्रिया है; सांस लेने के लिए जरूरी मांसपेशियां। इसलिए, TTX में प्रवेश करने के बाद, कुछ घंटों के भीतर मृत्यु हो जाती है।

चूहों के लिए टेट्रोडोटॉक्सिन की औसत दर्जे की घातक मौखिक खुराक (LD50) शरीर का वजन 334 oralg / kg है। इस बीच, पोटेशियम साइनाइड के लिए LD50 8.5 मिलीग्राम / किग्रा है। इसका मतलब है कि पोटेशियम साइनाइड की तुलना में टीटीएक्स लगभग 25 गुना अधिक शक्तिशाली जहर है।

टेट्रोडोटॉक्सिन की संरचना

टेट्रोडोटॉक्सिन की आणविक संरचना। स्रोत: बेनजाह- bmm27

ऊपरी छवि टेट्रोडोटॉक्सिन की आणविक संरचना को एक गोले और छड़ मॉडल के साथ दिखाती है। लाल क्षेत्र ऑक्सीजन परमाणुओं के अनुरूप होते हैं, नीले नाइट्रोजन परमाणुओं के लिए, और सफेद और काले गोले क्रमशः हाइड्रोजेन और कार्बन से मेल खाते हैं।

यदि आप ओ परमाणुओं पर एक क्षण के लिए रुकते हैं, तो आप देखेंगे कि उनमें से छह हाइड्रॉक्सिल समूहों के रूप में पाए जाते हैं, ओह; इसलिए, अणु की परिधि पर छह OH समूह हैं। इस बीच, दो शेष परमाणु संघनित चक्रीय इकाइयों के भीतर ऑक्सीजन वाले पुलों की तरह हैं।

दूसरी ओर, मुश्किल से तीन नाइट्रोजन परमाणु हैं, लेकिन वे एक अद्वितीय समूह के हैं: गनीडिनो। यह समूह एक सकारात्मक आवेश ले सकता है यदि C = NH हाइड्रोजन आयन प्राप्त करता है, C = NH ₂ ⁺ में परिवर्तित होता है; इसलिए यह अणु के निचले हिस्से में स्थित होगा। शीर्ष पर रहते हुए, शीर्ष -OH को हटा दिया जा सकता है और जैसे -O ^- ।

इस प्रकार, टेट्रोडोटॉक्सिन की संरचना के विभिन्न क्षेत्रों में एक ही समय में दो आयनिक चार्ज हो सकते हैं; हालांकि, यह जटिल लग सकता है, इसे एक पिंजरे पर विचार करके सरल किया गया है।

पिंजरे और हाइड्रोजन पुल

टेट्रोडोटॉक्सिन को तब एक पिंजरे के रूप में देखा जा सकता है, क्योंकि इसके जुड़े चक्र एक कॉम्पैक्ट संरचना का प्रतिनिधित्व करते हैं। ऊपर यह कहा गया कि इसके परिधि में छह ओएच समूह हैं (यदि इसके पास ऋणात्मक आवेश नहीं है), तो गनीडिनो समूह से संबंधित तीन एनएच समूहों के अलावा (यदि इसका सकारात्मक चार्ज नहीं है)।

कुल में, तब, अणु नौ हाइड्रोजन बॉन्ड तक दान करने में सक्षम है; और समान रूप से, यह समान संख्या में पुलों को स्वीकार कर सकता है, और इसके चक्रों में आंतरिक ऑक्सीजन परमाणुओं के कारण दो और। इसलिए, कहा जाता है कि पिंजरे इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन के मामले में काफी सक्रिय है; वह ध्यान दिए बिना "चल" नहीं सकता।

इसका मतलब यह है कि वहाँ पर्याप्त है कि मजबूत बातचीत के कारण टेट्रोडोटॉक्सिन के लिए एक नाइट्रोजन या ऑक्सीजन सतह है। वास्तव में, यही कारण है कि यह सोडियम चैनलों को अवरुद्ध करता है, एक कॉर्क-पिंजरे की तरह व्यवहार करता है जो कोशिकाओं में Na ⁺ आयनों के पारित होने को रोकता है ।

विशेषताएँ

टेट्रोडोटॉक्सिन की कुछ विशेषताओं या गुणों का उल्लेख नीचे किया गया है:

-Its आणविक सूत्र C ₁₁ H ₁₇ N ₃ O ₈ और आणविक भार 319.27 g / mol है।

-टीएक्सएक्स को पफर मछली के अंडाशय से तैयार किया जा सकता है। होमोजेनाइजिंग के बाद, प्रोटीन अवक्षेपित होते हैं, और सतह पर तैरनेवाला सक्रिय कार्बन क्रोमैटोग्राफी के अधीन होता है; मछली टी के प्रति 1,000 ग्राम में शुद्ध टीटीएक्स का 8-9 ग्राम प्राप्त करना।

निर्जलित TTX एक सफेद पाउडर है, जो पानी में घुलनशील है और एसिटिक एसिड को पतला करता है; लेकिन व्यावहारिक रूप से कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील।

-यह एक क्षारीय वातावरण को छोड़कर थर्मोस्टेबल है। अम्लीय वातावरण में 100ºC तक गर्म होने पर यह अस्थिर भी होता है।

-जब 220,C तक गर्म किया जाता है, तो यह विघटित हुए बिना गहरा हो जाता है।

-TTX मजबूत एसिड और क्षार द्वारा नष्ट हो जाता है।

-इसका पृथक्करण स्थिरांक है, पानी में pKa = 8.76 और 50% शराब में pKa = 9.4।

-यह एक मोनोएसिक आधार है, जो पीएच 3 - 8.5 के बीच स्थिर है।

-TXX विषाक्तता 90 मिनट के लिए 2% सोडियम हाइड्रोक्साइड की कार्रवाई से समाप्त हो जाती है।

1. टीटीएक्स घनत्व 1.3768 ग्राम / सेमी ³ अनुमानित किया गया है । इसी तरह, 458.31 beenC के क्वथनांक का अनुमान लगाया गया है।

कारवाई की व्यवस्था

सोडियम चैनल ब्लॉक

TTX ना ⁺ चैनल को ब्लॉक करता है, जो कि एक्साइटेबल सेल्स में एक्शन पोटेंशिअल या नर्व इम्पल्स के प्रसार को रोकता है।

एक्शन पोटेंशिअल के प्रसार को रोककर, टीटीएक्स मांसपेशियों के पक्षाघात की ओर जाता है, जिससे थोड़े समय में जानवरों की मृत्यु हो जाती है।

ना ⁺ चैनल, अन्य आयन चैनलों की तरह, प्रोटीन हैं जो प्लाज्मा झिल्ली को पार करते हैं। ये वोल्टेज-निर्भर हैं; यही है, वे अपने उद्घाटन के साथ झिल्ली क्षमता के उपयुक्त बदलाव का जवाब देने में सक्षम हैं।

TTX लगभग 8, व्यास का एक अणु है, जिसे Na ⁺ चैनल के बाहर रखा गया है; मुंह में बिल्कुल जो चैनल को एक्सेस देता है, इसके माध्यम से Na ⁺ के प्रवेश को रोकता है। TTX का एक एकल अणु एक Na ⁺ चैनल को ब्लॉक करने के लिए पर्याप्त माना जाता है ।

पक्षाघात

टीटीएक्स ना ⁺ के प्रवेश को अवरुद्ध करके न्यूरोनल सेल में कार्रवाई क्षमता के गठन को रोकता है, साथ ही साथ अक्षतंतु के साथ इसके प्रसार को भी रोकता है। उसी तरह, मांसपेशियों की कोशिकाओं में कार्रवाई की संभावनाओं के गठन, उनके संकुचन के लिए एक आवश्यकता को रोका जाता है।

इसलिए, जैसे मांसपेशी कोशिकाएं सिकुड़ती नहीं हैं, उनका पक्षाघात होता है। डायाफ्राम की मांसपेशियों और इंटरकोस्टल मांसपेशियों के मामले में, उनका पक्षाघात श्वास को अवरुद्ध करता है, जिससे कुछ घंटों के भीतर मृत्यु हो जाती है।

अनुप्रयोग

कम खुराक वाले TTX में पारंपरिक उपचार द्वारा राहत नहीं मिलने वाले गंभीर दर्द वाले रोगियों में एनाल्जेसिक कार्रवाई होती है। टर्मिनल कैंसर से पीड़ित 24 रोगियों का इलाज किया गया, उन्हें टीटीएक्स की खुराक के साथ 15 और 90 माइक्रोग्राम / दिन के बीच 31 उपचार चक्र के अधीन किया गया।

परिणामस्वरूप, 31 चक्रों में से 17 में दर्द की तीव्रता में एक महत्वपूर्ण कमी देखी गई। दर्द से राहत दो या अधिक सप्ताह तक बनी रहती है। टीटीएक्स ने अधिकांश कैंसर रोगियों में गंभीर और दुर्दम्य दर्द को प्रभावी ढंग से दूर किया।

इसके अतिरिक्त, वीएक्स फार्मास्यूटिकल्स कंपनी उन्नत कैंसर वाले रोगियों में दर्द के उपचार के लिए टेट्रोडोटॉक्सिन के उपयोग का अध्ययन करती है। और अफीम उपयोगकर्ताओं में भी, ताकि दवा की खपत कम हो सके।

शरीर पर प्रभाव

झुनझुनी

TTX की कम खुराक से पेरेस्टेसिया होता है, जो मुंह और उंगलियों और पैर की उंगलियों के आसपास एक झुनझुनी और सुन्नता है। ये लक्षण भी टीटीएक्स विषाक्तता के सामान्य लक्षणों का हिस्सा हैं।

लक्षण

कंकाल की मांसपेशी के एक पूरे के रूप में संकुचन होते हैं, शब्दों को निगलने और निगलने में कठिनाई से प्रकट होते हैं। विषैले लोगों की पुतलियाँ स्थिर और फैली हुई होती हैं। सबसे नाटकीय बात यह है कि लोग पूरी तरह से पंगु हैं, लेकिन सचेत हैं।

हृदय संबंधी लक्षण और लक्षण सीने में दर्द, हाइपोटेंशन और कार्डियक अतालता की विशेषता है। सांस की तकलीफ और सायनोसिस से श्वसन की गड़बड़ी प्रकट होती है; यही है, त्वचा और मौखिक गुहा का नीला रंग।

जठरांत्र प्रणाली में मतली, उल्टी और दस्त आम हैं।

मौत

टीटीएक्स का सेवन करने वाले लोगों की मृत्यु दर, और इलाज नहीं किया गया है, 50% से अधिक है। जहर खाने के 4 से 6 घंटे के भीतर मौत हो जाती है।

कुछ मामलों में मौत 20 मिनट के भीतर हो सकती है। TTX 1 से 4 मिलीग्राम तक कम खुराक पर एक व्यक्ति को मार सकता है।

द फगस: एक घातक डिश

अतीत में, अधिकांश टीटीएक्स विषाक्तता फंगस के अंतर्ग्रहण के कारण हुई थी। फुगस एक व्यंजन है जिसे जापानी भोजन की विनम्रता माना जाता है और इसे पफर मछली के साथ तैयार किया जाता है; जो जिगर और जननेंद्रिय में TTX की अपनी उच्चतम सांद्रता प्रस्तुत करता है।

वर्तमान में, इस कारण से विषाक्तता के जोखिम को कम करने के लिए नियंत्रण स्थापित किए गए हैं। जो लोग पफर मछली का प्रसंस्करण करते हैं और जो फगुआ तैयार करते हैं उन्हें कौशल प्राप्त करने के लिए कई वर्षों के प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है जो उन्हें पकवान तैयार करने की अनुमति देगा।

संदर्भ

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