Pokud někoho požádáte, aby jmenoval jedovaté látky, které zná, většina si vybaví kyanid, arsen nebo strychnin. Ovšem mnohem nebezpečnější – i když zdaleka ne nejvíce nebezpečné – například tetrodotoxin. Tento toxin se nachází v rybách. Každý rok se jí otráví asi 50 Japonců, protože ryba fugu je v Japonsku považována za pochoutku. Při nesprávné přípravě může být jeho použití smrtelné. Mimochodem, byl to právě tento jed, který vrah Rosa Klebb preferovala ve filmu Jamese Bonda „Z Ruska s láskou“. Tetrodotoxin byl také nalezen u chobotnic modrých a malých žab v Brazílii.
LD50 (letální dávka, 50 %) – průměrná dávka látky, která způsobí smrt poloviny členů testovací skupiny – je jedním z nejpoužívanějších ukazatelů nebezpečnosti toxických látek. Obvykle se uvádí v množství látky na jednotku tělesné hmotnosti. Například LD50 kyanidu sodného je 6 miligramů na kilogram a tetrodotoxin je asi 300 mikrogramů na kilogram při perorální konzumaci a 10 mikrogramů při injekční aplikaci.
Určení úrovně toxicity látky není tak snadné. Chemický stav je neméně důležitý než způsob konzumace. Pokud člověk například požije tekutou kovovou rtuť (na rozdíl od vdechování výparů), je vysoce pravděpodobné, že projde tělem a nezpůsobí žádnou újmu. V roce 1996 však jedna nebo dvě kapky dimethylrtuti nalezené na gumových rukavicích amerického profesora pronikly materiálem na kůži a o několik měsíců později vyvolaly kóma, která skončila fatálně.
Zájem o využití vlastností toxických látek pro léčebné účely roste
Navrhuji zvážit pět skutečně smrtících jedů, které jsou nejméně stokrát toxičtější než kyanid, arsen a strychnin. Jsou uspořádány v pořadí od nejméně po nejnebezpečnější:
Tato extrémně nebezpečná látka rostlinného původu byla použita k zabití bulharského disidenta Georgije Markova, který žil v exilu v Londýně. 7. září 1978 čekal na autobus poblíž mostu Waterloo, když ucítil píchnutí v zadní části pravého stehna. Když se ohlédl, uviděl muže, jak se sklání, aby zvedl svůj deštník. Markov byl brzy převezen do nemocnice s vysokou horečkou a o tři dny později zemřel. Během pitvy byla v Markovově stehně nalezena malá kapsle vyrobená ze slitiny platiny a iridia. Obsahoval malé množství ricinu. Pravděpodobně zasáhla Markovovo stehno ze spreje skrytého v deštníku.
Ricin se získává ze semen skočec obecných (Ricinus communis), který se pěstuje za účelem výroby ricinového (ricinového) oleje – ricin zůstává v tvrdých vláknech. Tento glykoprotein zasahuje do syntézy proteinů v buňkách, což způsobuje, že začnou umírat. LD50 ricinu je 1-20 miligramů na kilogram při perorálním podání. Ještě méně je potřeba při injekci (jako v Markovově případě) nebo inhalaci.
Jedinou syntetickou sloučeninou v naší pětici je plyn VI. VX). Je to nervově paralytická látka s konzistencí motorového oleje. Plyn VI byl vynalezen v 50. letech během výzkumu britské chemické společnosti ZDE. Vědci hledali nový pesticid, ale ten se ukázal být příliš toxický pro použití v zemědělství. VI plyn zabíjí tím, že narušuje přenos nervových zpráv mezi buňkami. Zasílání zpráv vyžaduje molekulu zvanou acetylcholin. Jakmile acetylcholin předá svou zprávu, musí být rozložen (jinak bude pokračovat v odesílání zpráv) enzymovým katalyzátorem zvaným acetylcholinesteráza. Plyn VI a další nervově paralytické látky zastavují fungování tohoto enzymu, v důsledku čehož se svalové kontrakce vymkne kontrole a člověk zemře na udušení.
Během studené války byly nervové látky vyráběny oběma stranami konfliktu. VI-gas se proslavil zejména díky uvedení hollywoodského trháku Rock. Obecně je znám pouze jeden případ, kdy byla osoba zabita plynem VI – mluvíme o bývalém členu kultu Aum Shinrikyo. V roce 1968 však bylo v Skull Valley (Utah, USA) zabito asi 4 tisíce ovcí kvůli nehodě s plynem VI.
LD50 plynu VI je 3 mikrogramy na kilogram (ačkoli některé zprávy naznačují, že toto číslo je o něco vyšší).
3. Batrachotoxin
Všichni jsme slyšeli, že indiáni z Jižní Ameriky používali jed na hroty svých šipek k lovu své kořisti. Curare je z těchto jedů nejznámější a je rostlinného původu. Nejjedovatější jsou však jedy z kůže malých žab a nejnebezpečnější z nich je batrachotoxin.
Domorodci ze Západní Kolumbie sbírají tyto žáby – strašlivou žábu (Phyllobates terribilis) a dvoubarevnou listovou žábu (Phyllobates bicolor) – a pod palbou z nich extrahují jed. LD50 batrachotoxinu je 2 miligramy na kilogram. To znamená, že jed v množství dvou zrnek soli vás zabije.
Batrachotoxin zabíjí tím, že zabraňuje uzavření kanálů sodíkových iontů ve svalových a nervových buňkách. Další pohyb iontů Na+ vede k srdečnímu selhání.
Zajímavé je, že žáby těchto druhů narozené v zajetí nejsou jedovaté, což naznačuje, že jed vzniká díky jejich přirozené stravě. A skutečně, asi před 30 lety pracoval americký ornitolog Jack Dumbacher na Papui-Nové Guineji, kde mu ruku poškrábal místní pták, mucholapka kosa. Instinktivně si přiložil ruku k ústům, která začínala být necitlivá. Nakonec se zjistilo, že ptáci žijící na opačné straně zeměkoule než Západní Kolumbie mají peří obsahující stejnou jedovatou molekulu jako žáby. Předpokládá se, že jak ptáci, tak žáby získávají svůj toxin z brouků, které jedí – ačkoli ptačí jed je mnohem méně účinný.
2. Maitotoxin
Existuje řada silných mořských toxinů, jako je saxitoxin, které jsou často příčinou otravy při konzumaci kontaminovaných měkkýšů. To je často způsobeno škodlivými květy řas v moři.
Maitotoxin je nejnebezpečnější z pěti látek na tomto seznamu. Jeho LD50 je mnohem nižší než u batrachotoxinu. Tvoří ho fytoplanktonové dinoflageláty, druh mořského planktonu, má velmi složitou strukturu – velká výzva pro syntetického chemika. Maitotoxin je kardiotoxin, který působí tak, že zvyšuje průtok iontů vápníku přes membránu srdečního svalu, čímž způsobuje srdeční selhání.
1. Botulotoxin
Vědci se neshodnou na úrovni toxicity těchto látek, ale zdá se, že souhlasí s tím, že botulotoxin produkovaný anaerobními bakteriemi je nejtoxičtější známou látkou. LD50 tohoto jedu je velmi malé – ne více než 1 nanogram na kilogram může zabít člověka. Na základě jeho účinků na myši by intravenózní dávka 10 -7 gramů byla smrtelná pro člověka vážícího 70 kg.
Poprvé byl identifikován v Německu na konci 18. století při otravě jídlem v důsledku nesprávně připravené klobásy (lat. botulus). Nejsilnější je několik neurotoxinů typu A. Jsou to polypeptidy skládající se z více než tisíce molekul aminokyselin spojených dohromady a způsobujících paralýzu svalů. Zabraňují uvolňování signální molekuly (neurotransmiteru) acetylcholinu.
Stejná paralyzující vlastnost je zásadní pro klinické použití botulotoxinu v kosmetickém botoxu. Přesné injekce malého množství toxinu zastaví konkrétní svaly v práci a uvolní svaly, které by jinak způsobily vrásky. Kromě toho také vedlo například k ochrnutí svalů, které při neléčení mohlo způsobit strabismus.
Zájem o využití vlastností toxických látek pro léčebné účely roste. Jed smrtícího chřestýše brazilského (jararaka obyčejná) například obsahuje molekuly, které snižují krevní tlak. To znamenalo začátek výzkumu léčby vysokého krevního tlaku.
Jak řekl Paracelsus, „všechno je jed, všechno je lék; obojí je určeno dávkou.“ A měl pravdu. Koneckonců jsme obklopeni potenciálně nebezpečnými látkami, ale smrtící je činí právě dávka.
Překlad HB
Původně zveřejněno dne Konverzace
Více názorů zde
STYLAB nabízí testovací systémy pro analýzu tetrodotoxinu v rybách, korýších a dalších potravinářských produktech.
| Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), strip plate | 5191TTX Tetrodotoxin ELISA |
Tetrodotoxin je nebílkovinný jed přítomný v organismech čtyřzubých ryb, skupiny ryb, do které patří i papoušci. Byl nalezen také v kůži paprskoploutvých ryb, v tělech některých gobií, žab rodu Atelopus, chobotnic, některých krabů, hvězdic, planárů a dalších zvířat, ve vejcích čolka kalifornského a také jako v mořských řasách. V současnosti se předpokládá, že tetrodotoxin neprodukují sami tato zvířata a rostliny, ale bakterie, včetně některých vibrace и pseudomonas. Někteří vědci se domnívají, že tento jed syntetizují symbiontní bakterie, jiní se domnívají, že tetrodotoxin produkují volně žijící bakterie a v organismech se pouze hromadí. Zajímavé je, že v letech 2013-2014 byl tetrodotoxin detekován v mušlích a ústřicích odebraných na jižním pobřeží Anglie. Zároveň kultury Vibrio parahaemoliticus и Vibrio cholerae, izolovaný z měkkýšů, také produkoval tetrodotoxin. Organismy obsahující tento jed žijí ve slaných i sladkých vodách.
Tetrodotoxin byl poprvé izolován a pojmenován vědcem Yoshizumi Tahara v roce 1909. Struktura této látky byla určena později – v roce 1964. To udělala skupina výzkumníků vedená Robertem Woodwardem. V roce 1970 byla data o struktuře tetrodotoxinu potvrzena rentgenovou difrakční analýzou.
Předpokládá se, že první zdokumentovaná otrava člověka tetrodotoxinem v evropské kultuře je v záznamech Jamese Cooka z 8. září 1774 a v jeho knize Cesta na jižní pól a kolem světa. V Nové Kaledonii kapitán a dva členové posádky, otec a syn Fosterovi, vyzkoušeli játra a kaviár druhu pufferfish. Cook popisuje, že poté, mezi 3. a 4. hodinou ranní, všichni cítili neobvyklou slabost a otupělost. Námořníkům pomohlo dávidlo a fakt, že jedli jen trochu ryb. Vlastnosti jikry pufferů byly navíc popsány v Čínské knize bylin, která se datuje do let 2838–2698 př. n. l., i když tento záznam může být z pozdější doby. V Japonsku také věděli o vlastnostech ryb fugu – zejména vojáci měli zakázáno je jíst.
Tetrodotoxin je velmi jedovatý: jeho LD50 pro myši při perorálním podání je 334 μg/kg tělesné hmotnosti, při injekčním podání – 8 μg/kg tělesné hmotnosti. Tato látka se může dostat do těla potravou, vdechováním a kontaktem s kůží. Jeho hlavní účinek je neurotoxický.
Mechanismus účinku tetrodotoxinu určili v roce 1964 Toshio Narahashi a John Moore. Tento neurotoxin selektivně blokuje sodíkové kanály v neuronech. V důsledku toho neprochází signál z nervů do svalů, což vede k necitlivosti a paralýze, včetně dýchacích svalů. Nanomolární koncentrace tetrodotoxinu jsou nutné k blokování kosterního svalstva. Na mikromolárních úrovních je schopen blokovat sodíkové kanály v srdečním svalu. Tento účinek je opačný než u akonitinu. Tetrodotoxin není schopen procházet hematoencefalickou bariérou, takže neovlivňuje vědomí.
První stadium otravy tetrodotoxinem je charakterizováno necitlivostí a svěděním rtů a jazyka, po kterém obličej znecitliví. Objevuje se bolest hlavy, pocit lehkosti v celém těle, slabost, závratě. Rozvíjí se silné pocení a slinění, následované nevolností, zvracením, bolestmi břicha a průjmem. Schopnost pohybu je narušena. Ve druhém stadiu otravy se obrna zintenzivňuje, počínaje končetinami a konče dýchacími svaly. To vede k problémům s dýcháním. Kromě toho jsou zaznamenány srdeční arytmie, významný pokles krevního tlaku a přetrvávající rozšíření zornic. Při těžké otravě tetrodotoxinem následuje kóma a křeče. Smrt nastává v důsledku zástavy dechu.
Neurotoxicita tetrodotoxinu určuje jeho silný analgetický účinek. Tento jed se používal v japonské lidové medicíně k úlevě od bolesti při lepře a později při revmatoidní artritidě. Kromě toho se tetrodotoxin používal k úlevě od záchvatů způsobených tetanem. V současné době se zkoumají možnosti využití jako analgetika při nádorových onemocněních a pro lokální anestezii nebo prodloužení účinku anestetik. Kromě medicíny se tetrodotoxin používá ke studiu sodíkových kanálů.
Tetrodotoxin je populární v populární kultuře. Tento jed je zmíněn v mnoha filmech: od detektivek po komedie. Často je jeho působení nebo pomoc v případě otravy zobrazena nesprávně. Jednou z nejčastějších mylných představ o tetrodotoxinu je, že jed je spojován s haitským voodoo a používá se k přeměně lidí na zombie. Tento názor byl poprvé publikován v roce 1938 v etnografické studii o Jamajce a Haiti od Zory Niel Hurston. V 1985. letech spojení tetrodotoxin-zombie zpopularizoval etnobotanik Wade Davis a v roce 1988 vyšel film Wese Cravena The Serpent and the Rainbow podle Davisovy knihy. Přestože chemická analýza haitských formulací ukázala, že obsahují pouze stopová množství tetrodotoxinu a mechanismus účinku tohoto jedu nezahrnuje účinky na centrální nervový systém ani žádné změny osobnosti po otravě, populární kultura tuto mylnou představu stále udržuje.
U ryb fugu se tetrodotoxin hromadí hlavně v játrech. U jiných druhů kromě jater v kaviáru, kůži, svalech a vnitřnostech. Je zřejmé, že to není nebezpečné pro zvířata, která tento jed hromadí. Je také nepravděpodobné, že samotný tetrodotoxin představuje nebezpečí pro životní prostředí a způsobuje masovou úmrtnost zvířat. Některé druhy, které ji hromadí, jsou však invazní – zejména nemerteani Simulace Cephalothrix. Tito červi jsou běžní v Pacifiku, ale stále častěji se vyskytují v severní Evropě, včetně Spojeného království. Pokud se u takových invazních druhů nevyvinou v novém biotopu přirozené omezovače populace, v tomto případě odolné vůči účinkům tetrodotoxinu, mají tyto druhy tendenci se nekontrolovatelně rozmnožovat a vytlačovat živočichy a rostliny charakteristické pro danou oblast. To může vést k ekologickým katastrofám.
V Ruské federaci a zemích EAEU není obsah tetrodotoxinu v potravinářských výrobcích regulován. V Evropské unii v současnosti neexistují maximální přípustné hladiny tetrodotoxinu ve výrobcích, s výjimkou Nizozemska. Organismy obsahující tento jed se však stále častěji vyskytují ve Středozemním moři. To je spojeno s výskytem lessepsických migrantů nebo vetřelců – vodních živočichů a rostlin typických pro indo-pacifickou oblast, zejména Rudé moře. Kvůli riziku otravy tetrodotoxinem vědci vyvíjejí metody pro detekci tetrodotoxinu v potravinách. Patří mezi ně LC-MS/MS, HPLC-PD a také metoda enzymatické imunoanalýzy.
STYLAB nabízí testovací systémy Europroxima pro analýzu tetrodotoxinu v rybách a mořských plodech pomocí kompetitivní enzymové imunoanalýzy (ELISA). Tato metoda je snadno použitelná, vysoce citlivá a vhodná pro screening velkého množství vzorků.
Literatura
- Tetrodotoxin. PubChem
- Timur Yu. Magarlamov, Daria I. Melnikova a Alexey V. Chernyshev. Bakterie produkující tetrodotoxin: Detekce, distribuce a migrace toxinu ve vodních systémech. Toxiny (Basilej). května 2017; 9(5): 166.
- Turner A.D., Powell A., Schofield A., Lees D.N., Baker-Austin C. Detekce tetrodotoxinu pufferfish toxinu u evropských mlžů, Anglie, 2013 až 2014. Euro Surveill. 2015;20:1–33.
- Campbell S, Harada RM, DeFelice SV, Bienfang PK, Li QX. Bakteriální produkce tetrodotoxinu u pufferfish Arothron hispidus. Nat Prod Res. 2009;23(17):1630-40.
- Bane V, Hutchinson S, Sheehan A, Brosnan B, Barnes P, Lehane M, Furey A. LC-MS/MS metoda pro stanovení tetrodotoxinu (TTX) na trojitém čtyřnásobném hmotnostním spektrometru. Potravinová přísada Contam Část A Chem Anal Control Expo Risk Assessment. 2016 List;33(11):1728-1740.
- Kapitán James Cook Journals. Červenec – září 1774. Web společnosti Captain Cook Society.
- Ono T, Hayashida M, Tezuka A, Hayakawa H, Ohno Y. Antagonistické účinky tetrodotoxinu na srdeční toxicitu vyvolanou akonitinem. J. Nippon Med Sch. 2013;80(5):350-61.
- Stoetzer C, Doll T, Stueber T, Herzog C, Echtermeyer F, Greulich F, Rudat C, Kispert A, Wegner F, Leffler A. Tetrodotoxin-citlivé α-podjednotky napěťově řízených sodíkových kanálů jsou relevantní pro inhibici srdečních sodíkových proudů pomocí lokálních anestetik. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. červen 2016;389(6):625-36.
- Jorge Lago, Laura P. Rodríguez, Lucía Blanco, Juan Manuel Vieites a Ana G. Cabado. Paul Long, akademický redaktor. Tetrodotoxin, extrémně silný mořský neurotoxin: Distribuce, toxicita, původ a terapeutické použití. Mar Drogy. října 2015; 13(10): 6384–6406.
- Andrew D. Turner, David Fenwick, Andy Powell, Monika Dhanji-Rapková, Charlotte Ford, Robert G. Hatfield, Andres Santos, Jaime Martinez-Urtaza, Tim P. Bean, Craig Baker-Austin a Paul Stebbing. Nový invazivní druh Nemertean (Cephalothrix Simula) v Anglii s vysokými hladinami tetrodotoxinu a mikrobiom spojeným s metabolismem toxinů. Mar Drogy. listopadu 2018; 16(11): 452.
- R.F. Clark, S.R. Williams, S.P. Nordt a A.S. Manoguerra. Přehled vybraných otrav z mořských plodů. Undersea Hyper Med 1999; 26(3):175-185
Kupte si testovací systémy Eureka na tetrodotoxin (TTX) nebo si vyžádejte cenovou nabídku. Vyrobeno v Rusku.
