TÉTRODOTOXINE: STRUCTURE, CARACTÉRISTIQUES, UTILISATIONS, EFFETS - CHIMIE - 2025

La tétrodotoxine (TTX) est une aminoperhidroquinazolina toxique, trouvée dans le foie et les ovaires des poissons de l'ordre des Tetraodontiformes; y compris le poisson-globe. De même, on le trouve dans les tritons, les vers plats (vers plats), les crabes, le poulpe à anneaux bleus et dans un grand nombre de bactéries.

Parmi les espèces bactériennes dans lesquelles se trouve la tétrodotoxine (en abrégé TTX), on trouve: Vibrio algynolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, ainsi que d'autres bactéries du genre Vibrio et Pseudomonas. De là, on peut deviner que son origine est bactérienne.

La molécule de tétrodotoxine et l'une de ses sources naturelles: le poisson-globe. Source: Image originale (GFDL / cc-by-sa): Liné1Dérivée: Capaccio

Cependant, la présence de glandes exocrines pour la sécrétion du TTX chez le poisson-globe, ainsi que son stockage dans les glandes salivaires de la pieuvre aux anneaux bleus, ont montré que certains animaux peuvent également avoir la capacité de le synthétiser.

Le TTX exerce son action sur l'organisme en bloquant les canaux sodiques des axones neuronaux et des cellules musculaires squelettiques et lisses; sauf pour les cellules musculaires cardiaques, qui ont des «portes» résistantes au TTX.

La principale cause de mort subite chez l'homme médiée par TTX est son action paralysante sur le diaphragme et les muscles intercostaux; muscles nécessaires à la respiration. Par conséquent, la mort survient en quelques heures, après l'ingestion de TTX.

La dose orale létale médiane (DL50) de tétrodotoxine pour les souris est de 334 µg / kg de poids corporel. Pendant ce temps, la DL50 du cyanure de potassium est de 8,5 mg / kg. Cela signifie que TTX est un poison environ 25 fois plus puissant que le cyanure de potassium.

Structure de la tétrodotoxine

Structure moléculaire de la tétrodotoxine. Source: Benjah-bmm27

L'image du haut montre la structure moléculaire de la tétrodotoxine avec un modèle de sphères et de bâtonnets. Les sphères rouges correspondent aux atomes d'oxygène, les sphères bleues aux atomes d'azote et les sphères blanche et noire aux hydrogènes et aux carbones, respectivement.

Si vous vous arrêtez un instant aux atomes O, vous verrez que six d'entre eux se retrouvent sous forme de groupes hydroxyle, OH; par conséquent, il y a six groupes OH à la périphérie de la molécule. Pendant ce temps, les deux atomes restants sont comme des ponts oxygénés dans des unités cycliques condensées.

En revanche, il n'y a guère trois atomes d'azote, mais ils appartiennent à un groupe unique: le guanidino. Ce groupe peut porter une charge positive si C = NH gagne un ion hydrogène, se transformant en C = NH ₂ ⁺; il serait donc situé dans la partie inférieure de la molécule. En haut, le haut -OH peut être déprotoné et sous la forme -O ^-.

Ainsi, la tétrodotoxine peut avoir deux charges ioniques en même temps dans différentes régions de sa structure; qui, bien que cela puisse paraître complexe, est simplifié en le considérant comme une cage.

Cage et ponts hydrogène

La tétrodotoxine peut alors être visualisée comme une cage, puisque ses cycles fusionnés représentent une structure compacte. Ci-dessus, il a été dit qu'il a six groupes OH dans sa périphérie (s'il n'a pas de charge négative), en plus de trois groupes NH appartenant au groupe guanidino (s'il n'a pas de charge positive).

Au total, donc, la molécule est capable de donner jusqu'à neuf liaisons hydrogène; Et également, il peut accepter le même nombre de ponts, et deux de plus à cause des atomes d'oxygène internes dans ses cycles. Par conséquent, ladite cage est assez active en termes d'interactions intermoléculaires; Il ne peut pas «se promener» sans être remarqué.

Cela signifie qu'il y a suffisamment d'azote ou de surface oxygénée pour que la tétrodotoxine s'ancre en raison des fortes interactions. En fait, c'est la raison pour laquelle il bloque les canaux sodiques, se comportant comme une cage en liège qui empêche le passage des ions Na ⁺ dans les cellules.

caractéristiques

Certaines caractéristiques ou propriétés de la tétrodotoxine sont mentionnées ci-dessous:

-Sa formule moléculaire C ₁₁ H ₁₇ N ₃ O ₈ et un poids moléculaire de 319,27 g / mol.

-TTX peut être préparé à partir des ovaires du poisson-globe. Après homogénéisation, les protéines sont précipitées et le surnageant est soumis à une chromatographie sur charbon actif; obtenir 8 à 9 g de TTX pur pour 1 000 g d'œufs de poisson.

-Le TTX déshydraté est une poudre blanche, soluble dans l'eau et diluée d'acide acétique; mais pratiquement insoluble dans les solvants organiques.

-Il est thermostable, sauf dans un environnement alcalin. Il est également instable lorsqu'il est chauffé à 100 ° C dans un environnement acide.

-Lorsqu'il est chauffé à 220 ºC, il s'assombrit sans se décomposer.

-TTX est détruit par les acides forts et les alcalis.

-Il a une constante de dissociation, pKa = 8,76 dans l'eau et pKa = 9,4 dans l'alcool à 50%.

-C'est une base monoacidique, stable entre un pH de 3 à 8,5.

-La toxicité TTX est éliminée par l'action d'hydroxyde de sodium à 2% pendant 90 minutes.

-Une densité TTX de 1,3768 g / cm ³ a été estimée. De même, un point d'ébullition de 458,31 ºC a été estimé.

Mécanisme d'action

Blocage des canaux sodiques

TTX bloque les canaux Na ⁺, empêchant la propagation des potentiels d'action ou des impulsions nerveuses dans les cellules excitables.

En empêchant la propagation des potentiels d'action, TTX conduit à une paralysie des cellules musculaires conduisant à la mort d'animaux en peu de temps.

Les canaux Na ⁺, comme les autres canaux ioniques, sont des protéines qui traversent la membrane plasmique. Ceux-ci dépendent de la tension; c'est-à-dire qu'ils sont capables de répondre à une variation appropriée du potentiel de membrane avec leur ouverture.

TTX est une molécule d'environ 8 Â de diamètre, qui est placée à l'extérieur du canal Na ⁺; exactement dans la bouche qui donne accès au canal, empêchant l'entrée de Na ^{+ à} travers celui-ci. Une seule molécule de TTX est considérée comme suffisante pour bloquer un canal Na ⁺.

Paralysie

TTX en bloquant l'entrée de Na ⁺ empêche la formation du potentiel d'action dans la cellule neuronale, ainsi que sa propagation le long de l'axone. De la même manière, la formation de potentiels d'action dans les cellules musculaires, condition nécessaire à leur contraction, est évitée.

Par conséquent, comme les cellules musculaires ne se contractent pas, leur paralysie se produit. Dans le cas du muscle diaphragme et des muscles intercostaux, leur paralysie bloque la respiration, entraînant la mort en quelques heures.

Applications

Le TTX à faible dose a une action analgésique chez les patients souffrant de douleurs intenses non soulagées par les traitements conventionnels. 24 patients atteints d'un cancer en phase terminale ont été traités, les soumettant à 31 cycles de traitement avec des doses de TTX comprises entre 15 et 90 µg / jour.

En conséquence, une réduction cliniquement significative de l'intensité de la douleur a été observée dans 17 des 31 cycles. Le soulagement de la douleur a persisté pendant deux semaines ou plus. TTX a efficacement soulagé la douleur sévère et réfractaire chez la plupart des patients cancéreux.

En outre, la société Wex Pharmaceuticals étudie l'utilisation de la tétrodotoxine pour le traitement de la douleur chez les patients atteints d'un cancer avancé. Et aussi chez les utilisateurs d'opium, afin de réduire la dose consommée du médicament.

Effets sur le corps

Paresthésie

Une faible dose de TTX provoque une paresthésie, c'est-à-dire un picotement et un engourdissement autour de la bouche, des doigts et des orteils. Ces symptômes font également partie des symptômes généraux de l'intoxication TTX.

Symptômes

Il existe des contractions du muscle squelettique dans son ensemble, qui se manifestent par une difficulté à articuler les mots et à avaler. Les pupilles des personnes empoisonnées sont fixes et dilatées. Le plus dramatique, c'est que les gens sont complètement paralysés, mais conscients.

Les signes et symptômes cardiovasculaires sont caractérisés par des douleurs thoraciques, une hypotension et une arythmie cardiaque. Le trouble respiratoire se manifeste par un essoufflement et une cyanose; c'est-à-dire la couleur bleuâtre de la peau et de la cavité buccale.

Les nausées, les vomissements et la diarrhée sont fréquents dans le système gastro-intestinal.

Mort

Le taux de mortalité des personnes qui ont ingéré du TTX et qui n'ont pas été traitées est supérieur à 50%. La mort survient dans les 4 à 6 heures suivant l'empoisonnement.

Dans certains cas, la mort peut survenir en aussi peu que 20 minutes. Le TTX peut tuer une personne à une dose aussi faible que 1 à 4 mg.

Le fugus: un plat mortel

Dans le passé, la plupart des intoxications TTX étaient causées par l'ingestion de fugus. Le fugus est un plat considéré comme un mets raffiné de la cuisine japonaise et préparé avec du poisson-globe; qui présente sa plus forte concentration de TTX dans le foie et les gonades.

Actuellement, des contrôles ont été établis pour réduire le risque d'empoisonnement de cette cause. Les personnes qui transforment le poisson-globe et qui préparent le fugus nécessitent une formation de plusieurs années pour obtenir la dextérité qui leur permet de préparer le plat.

Références

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