Ad una concentrazione di 0 2 neurotossine. Protocollo di eliminazione delle neurotossine del Dr. Klinghardt

in biochimica

Meccanismo d'azione delle neurotossine del veleno di serpente

introduzione

veleno di serpente chimico

I veleni di serpente sono un gruppo unico di composti biologicamente attivi in ​​termini di composizione chimica e azione fisiologica. Le loro proprietà tossiche e medicinali sono note all'umanità fin dall'antichità. Per molto tempo l’interesse per lo studio di questi prodotti velenosi è stato limitato dalle esigenze della pratica medica. La maggior parte del lavoro è stata dedicata alla descrizione del quadro clinico dell'avvelenamento, alla ricerca di metodi di terapia specifici e non specifici, nonché all'uso dei veleni di serpente e dei loro preparati come agenti terapeutici. L'uso razionale dei veleni di serpente in medicina è impossibile senza lo studio sperimentale e la fondatezza teorica della natura delle reazioni che si sviluppano nel corpo in risposta all'introduzione di un particolare veleno. Lo studio dei singoli meccanismi d'azione dei veleni di serpente sul corpo è necessario per la creazione di metodi di trattamento scientificamente fondati.

Lo sviluppo insufficiente dei meccanismi dell'azione tossica dei veleni di serpente spesso non consente ai medici di alleviare in modo rapido ed efficace le condizioni della vittima. In alcuni casi, viene preso in considerazione solo il quadro esterno dell'avvelenamento e l'assistenza clinica è limitata ai mezzi sintomatici senza tener conto degli effetti specifici del veleno sui sistemi vitali del corpo.

Va notato che i veleni di serpente hanno un forte effetto tossico solo in dosi letali e subletali. Piccole dosi non causano manifestazioni cliniche di avvelenamento e sono utilizzate da tempo nella medicina pratica. Tuttavia, le applicazioni terapeutiche vengono spesso eseguite empiricamente senza una sufficiente giustificazione teorica, il che comporta errori. Non è necessario dimostrare che l'uso efficace dei veleni di serpente in clinica dovrebbe basarsi su una profonda conoscenza della loro composizione e proprietà e, prima di tutto, su studi sperimentali che dovrebbero rivelare la natura fisiologica e i meccanismi d'azione di questi veleni velenosi. sostanze e aiutare i medici ad applicare scientificamente i veleni a scopi terapeutici. Nei laboratori di ricerca, l'interesse per le zootossine, e in particolare per i veleni di serpente, è aumentato notevolmente, in connessione con la preparazione di una serie di componenti nella loro forma pura che hanno un effetto altamente specifico e di alcune strutture biologiche.

Lo scopo di questo lavoro è quello di evidenziare lo stato attuale dello studio sperimentale sui veleni di serpente, per rivelare i meccanismi degli effetti fisiopatologici sui più importanti sistemi funzionali dell'organismo.

Stato della chimica dei veleni di serpente.

Ottenere veleni e le sue proprietà fisico-chimiche.

Il modo più semplice per ottenere un segreto velenoso dai serpenti è il massaggio meccanico delle ghiandole velenose. Al giorno d'oggi, al posto del massaggio meccanico viene spesso utilizzata la stimolazione tramite corrente elettrica.

La stimolazione elettrica non è solo un metodo più delicato per raccogliere il veleno, ma consente anche di ottenerne una maggiore quantità. La quantità di veleno ottenuta da un individuo dipende dalle dimensioni del corpo del serpente, dal suo stato fisiologico, dal numero di avvelenamenti ripetuti e anche da una serie di condizioni ambientali. Va notato che tenere i serpenti in cattività influisce non solo sulla quantità di veleno ottenuto, ma anche sulla sua tossicità. Quindi, nel veleno di cobra, si osserva una diminuzione della tossicità dopo sei mesi di prigionia. Il veleno di vipera cambia la sua tossicità solo dopo 2 anni di permanenza nel vivaio. Per quanto riguarda i piccoli serpenti (vipera, museruola, efa), il loro contenuto in serpentaria durante l'anno non influisce sulle proprietà dei veleni. Il veleno di serpente appena ottenuto è un liquido leggermente opalescente, viscoso, abbastanza trasparente, il colore del veleno varia dal giallo chiaro al limone.

La reazione attiva dei veleni è solitamente acida. Le loro soluzioni acquose sono instabili e perdono la loro tossicità dopo pochi giorni. Diventano molto più resistenti ai fattori ambientali dopo l'essiccazione su cloruro di calcio o la liofilizzazione. I veleni sono abbastanza termostabili e in un ambiente acido possono resistere al riscaldamento fino a 120 gradi Celsius senza perdita di attività. I reagenti chimici hanno un effetto distruttivo sui veleni: KMnO 4, etere, cloroformio, etanolo blu di metilene. Influiscono anche i fattori fisici: radiazioni UV, raggi X. L'analisi chimica mostra la presenza di sostanze sia organiche che inorganiche nei veleni di serpente. Secondo i concetti moderni, l'attività tossica e le proprietà biologiche dei veleni di serpente sono associate ai loro componenti proteici.

Le fasi principali dello studio della composizione chimica e della struttura dei polipeptidi tossici dei veleni di serpente. Le domande sulla natura chimica e sui meccanismi d'azione dei veleni di serpente hanno attirato l'attenzione dei ricercatori. Nei primi lavori l'effetto tossico era associato all'attività degli enzimi presenti nei veleni. Attualmente, il punto di vista generalmente accettato, secondo il quale le principali proprietà tossiche sono determinate da polipeptidi non enzimatici, insieme ai quali i veleni contengono potenti sistemi enzimatici, la natura e la specificità dell'azione di cui nella maggior parte dei casi determina l'originalità di il quadro integrale dell’avvelenamento. Risultati e successi nel campo dello studio della composizione chimica dei veleni sono strettamente correlati allo sviluppo e al miglioramento di metodi per il frazionamento e la purificazione di miscele complesse di composti macromolecolari. Fino agli anni '60, nello studio dei veleni venivano utilizzate principalmente la dialisi tramite membrane semipermeabili e la separazione elettroforetica. Lo sviluppo di metodi di filtrazione su gel, cromatografia a scambio ionico, ultracentrifugazione, nonché lo sviluppo e l'automazione di metodi per analizzare la struttura primaria delle macromolecole, hanno permesso di decifrare la sequenza dei residui di amminoacidi nei polipeptidi tossici della maggior parte dei serpenti in un modo relativamente poco tempo.

1.Terminologia e classificazione dei polipeptidi tossici

veleno di serpente chimico

Fino a poco tempo fa, c’erano difficoltà terminologiche quando si cercava di confrontare le caratteristiche funzionali e strutturali di vari polipeptidi tossici non enzimatici dei veleni di serpente. Si tratta principalmente di polipeptidi isolati dal veleno di serpenti della famiglia Elapidae. Nelle prime fasi dello studio della composizione chimica dei veleni, tali difficoltà erano inevitabili e venivano spiegate dall'insufficiente grado di purificazione dei singoli polipeptidi, che nella maggior parte dei casi rendeva difficile determinare la natura specifica della loro azione. Di conseguenza, diversi autori hanno dato nomi diversi ai polipeptidi, che si sono rivelati estremamente vicini e talvolta identici nella struttura chimica e negli effetti farmacologici. In particolare, un gruppo di cardiotossine è stato designato come fattore depolarizzante dei muscoli scheletrici; tossina Y; fattore litico diretto - PLF; cobramine A e B; citotossine 1 e 2.

Alcuni autori, quando hanno scelto un nome, si sono basati sugli effetti fisiopatologici (cardiotossina, PLP, citotossina), altri hanno enfatizzato alcune proprietà chimiche del polipeptide, ad esempio il suo carattere principale (cobramina), altri hanno assegnato una designazione numerica o letterale alla frazione . solo negli ultimi anni è stata stabilita una stretta somiglianza nella struttura chimica di questi polipeptidi. Sono state ottenute prove che attività emolitiche, citotossiche, cardiotossiche e di altro tipo sono inerenti alla maggior parte di queste tossine. Pertanto, un gruppo di polipeptidi basici che non hanno attività neurotossica specifica, ma agiscono efficacemente sulle membrane biologiche, sono stati chiamati polipeptidi attivi di membrana (MAP).

Sulla base di un'analisi comparativa della struttura primaria e dell'azione fisiologica, che ha mostrato una grande somiglianza tra i polipeptidi neurotossici, questi sono stati combinati sotto il termine generale - neurotossina. Pertanto, tutti i polipeptidi tossici finora isolati dal veleno dei serpenti della famiglia Elapidae, che non hanno proprietà enzimatiche e sono divisi in tre gruppi in base al meccanismo d'azione. Il primo gruppo comprende polipeptidi che bloccano selettivamente e specificamente i recettori colinergici della membrana subsinaptica della giunzione neuromuscolare - neurotossine postsinaptiche (post-NT). Il secondo gruppo è rappresentato da polipeptidi che agiscono selettivamente sulle terminazioni presinaptiche delle sinapsi mioneurali e interrompono il rilascio di acetilcolina - neurotossine presinaptiche (pre-NT).

Il terzo gruppo comprende polipeptidi che influenzano attivamente le strutture di membrana delle cellule, comprese quelle eccitabili, provocandone la depolarizzazione: polipeptidi attivi di membrana (MAP).

2. Chimica delle neurotossine postsinaptiche

Nonostante il fatto che, in termini di proprietà farmacologiche, i post-NT isolati dal veleno di cobra siano vicini, dal punto di vista della struttura chimica possono essere suddivisi in due tipi.

Il tipo 1 comprende il post - HT, che è una catena polipeptidica semplice costituita da 60-62 residui aminoacidici con 4 ponti disolfuro (Fig. 1. A) e con proprietà basiche, un peso molecolare di circa 7000 (post - HT-1) .

Il tipo 2 comprende post - NT, costituito da 71-74 residui aminoacidici, avente 5 ponti disolfuro (Fig. 1, B), peso molecolare di circa 8000 (post - HT-2).

Figura 1. Struttura primaria della neurotossina II (A) e della neurotossina I (B) dal veleno del cobra dell'Asia centrale

Post - HT-1 sono costituiti da 15 residui di aminoacidi comuni; nella loro composizione, di regola, non ci sono Ala, Met e Phen. Al contrario, si trova un'alanina post-HT-2. Una caratteristica interessante del veleno del cobra dell'Asia centrale è la presenza in esso di entrambi i tipi di neurotossine. Inoltre, in una neurotossina contenente 73 residui aminoacidici, Arg o Lys 51, caratteristici di tutti i post-HT-2, sono sostituiti da Glu.

La saturazione dei legami disolfuro post-HT 1 e 2 suggerisce il loro importante significato funzionale nel mantenere la conformazione biologicamente attiva della molecola. Il ripristino dei legami disolfuro comporta una perdita del 92% dell'attività post-HT-1 e del 50% dell'attività post-HT-2. la riossidazione ripristina l'attività originaria delle neurotossine. Apparentemente, la maggiore resistenza del post - HT-2 all'attacco chimico è associata alla presenza del quinto legame disolfuro, che stabilizza il sito della catena polipeptidica. Allo stesso tempo, nel post-HT-1, la stessa regione della molecola è più allungata e priva di ponti disolfuro. La presenza di ponti determina la stabilità degli effetti post-NT e termici. Pertanto, in un ambiente acido, il post-NT resiste al riscaldamento a 100°C per 30 minuti senza notevole perdita di attività o trattamento con urea 8M per 24 ore, ma viene inattivato dagli alcali.

La decifrazione della struttura primaria dei polipeptidi neurotossici ha permesso di sollevare la questione della localizzazione e della struttura del centro attivo della molecola che si lega al recettore della colina. Lo studio della struttura di questi polipeptidi indica la presenza di strutture sia α che β nelle molecole di neurotossina. La parte centrale della molecola post-HT-1, libera da legami disolfuro, può avere un'α-elica maggiore. Inoltre, la natura idrofila della maggior parte delle catene laterali dei residui amminoacidici che compongono la sequenza dalle posizioni 24-25 alle posizioni 39-40 può causare la proiezione di questo anello verso il lato esterno della molecola, quindi è possibile che il il centro attivo è localizzato in questa regione.

Di grande importanza è l'analisi della localizzazione e della modificazione chimica degli amminoacidi invarianti presenti nelle neurotossine omologhe negli stessi siti. Questi amminoacidi, conservati nel corso dell'evoluzione nelle stesse regioni della catena polipeptidica, possono partecipare all'organizzazione del centro attivo o mantenere la conformazione attiva della molecola. La presenza di amminoacidi costanti richiede la presenza di un codice genetico tripletta invariante nella molecola di DNA, necessario per la sintesi di questa sequenza di amminoacidi.

Poiché il bersaglio della post-NT, così come dell'acetilcolina, è il recettore colinergico, apparentemente i siti attivi delle neurotossine dovrebbero avere somiglianze con i gruppi ammonio quaternario e carbonilico dell'acetilcolina. Si è scoperto che i gruppi amminici liberi, compresi quelli N-terminali, non sono obbligati a fornire attività tossica. L'acitilazione di 6 gruppi amminici nella neurotossina del veleno del cobra tailandese ha portato alla perdita di 1/3 dell'attività.

Si potrebbe supporre che i gruppi carbonilici della composizione peptidica, che sono sempre presenti nella molecola post-HT, possano svolgere un ruolo nel fornire tossicità. Tuttavia, difficilmente sono disponibili nella reazione di interazione con il recettore. I gruppi laterali delle catene laterali dell'acido aspartico invariante e dell'asparagina soddisfano maggiormente questo requisito. La modifica dell'acido aspartico con glicina metil estere comporta una perdita di attività del 75% del valore originale.

Il legame irreversibile tra il post-HT e il recettore colinergico non può essere spiegato solo dall'interazione dei gruppi guanidinici e carbonilici del post-HT con i corrispondenti siti del recettore. La loro interazione dovrebbe essere principalmente di natura elettrostatica, tuttavia, il complesso recettore-tossina non si dissocia in soluzioni saline concentrate. È probabile che questi due gruppi funzionali fungano da "siti di riconoscimento" nel contatto primario tra il post-HT e il recettore. Il legame irreversibile finale è determinato dall'interazione proteina-proteina, che include già altre parti del post-NT e il recettore colinergico.

3. Chimica delle neurotossine presinaptiche

Il secondo gruppo di neurotossine, le neurotossine presinaptiche (pre-NT), si trovano raramente nei veleni di serpente. Solo pochi di essi sono stati isolati in forma purificata e studiati. Nella famiglia Elapidae, le NT presinaptiche si trovano nel veleno del taipan australiano - taipoxin, del serpente tigre australiano - notexin e nel veleno del krait - β-bungarotossina. La crotossina, una neurotossina del veleno del serpente a sonagli, ha un effetto presinaptico predominante sulle giunzioni neuromuscolari negli anfibi e postsinaptico nei mammiferi. A differenza delle neurotossine post-NT del 2° gruppo sono costituite da un numero maggiore di residui di aminoacidi e, di conseguenza, hanno un peso molecolare più elevato. Inoltre, alcuni di essi sono complessi costituiti da subunità.

Uno dei primi pre-NT ottenuti mediante elettroforesi zonale su gel di amido e ulteriormente purificato mediante cromatografia su KM-Sephadex con ricromatografia ripetuta è stata la β-bungarotossina. La β-bungarotossina è costituita da circa 179 residui aminoacidici, tra cui predominano acido aspartico (22 residui), glicina (16), lisina (13), arginina (14), tirosina (13). La presenza di 20 residui di cistina indica che la molecola β-bungarotossina è stabilizzata da almeno 10 legami solforati. Il peso molecolare della neurotossina è 28500.

Si è ipotizzato che la β-bungarotossina sia priva di proprietà enzimatiche e sia omogenea. Tuttavia, si è scoperto che la β-bungarotossina è costituita da due subunità con un peso molecolare di 8800 e 12400, studiando gli effetti della β-bungarotossina sulla fosforilazione ossidativa nei mitocondri delle terminazioni nervose, siamo giunti alla conclusione che la tossina ha attività fosfolipasica .

Notexin è stato ottenuto mediante cromatografia a scambio ionico in un gradiente di acetato di ammonio. Il principale componente neurotossico della notexina, che costituisce il 6% del veleno grezzo, è stato isolato sotto forma di un preparato contenente il 27% di notexina mediante cromatografia ripetuta.

4. Effetto dei veleni sulla trasmissione neuromuscolare

Il meccanismo più studiato è il meccanismo di trasmissione alterata dell'eccitazione nella sinapsi mioneurale sotto l'influenza dei veleni di serpente. Già le prime osservazioni dell'immagine della morte di un animale avvelenato, in cui dominavano i sintomi di paralisi dei muscoli scheletrici e respiratori, hanno reso necessario studiare questo fenomeno in rigorose condizioni di laboratorio. Numerosi esperimenti su preparati neuromuscolari isolati hanno dimostrato che i veleni di serpente bloccano la trasmissione dell'eccitazione dal nervo al muscolo, riducono l'eccitabilità alla stimolazione diretta e indiretta e provocano la depolarizzazione delle membrane nervose e muscolari.

L'inibizione della trasmissione neuromuscolare sotto l'azione del veleno può essere realizzata attraverso due meccanismi. Uno di questi è associato all'effetto bloccante del veleno sulla piastra terminale. Il secondo si basa su un effetto depolarizzante sulle membrane eccitabili. Tuttavia, quando si utilizza un veleno intero, è difficile distinguere tra questi due meccanismi, poiché la sua azione depolarizzante porta al blocco della propagazione dell'eccitazione nelle fibre nervose e, in alte concentrazioni, il veleno provoca la contrattura muscolare. Il veleno previene l'effetto depolarizzante dell'acetilcolina sui muscoli isolati, mentre i composti dell'acetilcolinesterasi ne riducono l'effetto bloccante.

Negli esperimenti, la crotossina ha bloccato la contrazione muscolare alla stimolazione indiretta e non ha influenzato il potenziale di membrana. Tuttavia, uno studio sull'azione di due tipi di veleni (con e senza crotamina) ha evidenziato un effetto bloccante quasi irreversibile sulla trasmissione neuromuscolare nei gatti e nei ratti del veleno senza crotamina, sia sulle membrane muscolari che su recettori specifici sulla membrana postsinaptica. Il blocco neuromuscolare sotto l'influenza del veleno contenente crotamina è stato ottenuto mediante depolarizzazione delle membrane muscolari. Il veleno di vipera è anche in grado di interrompere la trasmissione neuromuscolare, provocando paralisi periferica dovuta al blocco irreversibile di specifici recettori dell'acetilcolina. Inoltre inibisce l'attività elettrica delle fibre muscolari. L'analisi immunochimica ha evidenziato la presenza nel veleno di una frazione proteica simile a quella postsinaptica. α- tossina dal veleno del cobra dal collo nero.

presso l'Istituto di Chimica Bioorganica. accademici M.M. Shemyakina<#"justify">5. Neurotossine post-sinaptiche (post - NT)

A differenza del veleno del cobra intero, i post-NT bloccano selettivamente la trasmissione dell'eccitazione alla giunzione neuromuscolare senza influenzare le proprietà elettriche del nervo e del muscolo. L'incubazione per un'ora di preparati neuromuscolari isolati in una soluzione contenente post - NT ad una concentrazione di circa 1 μg/ml, porta ad una progressiva diminuzione dell'ampiezza del potenziale della placca terminale - PKP. L'effetto inibitorio aumenta all'aumentare della frequenza di stimolazione, mentre l'ampiezza delle PEP diminuisce senza variazioni significative nella loro frequenza. Anche ad alte concentrazioni, la post-NT non ha influenzato i potenziali di riposo sia dei terminali muscolari che motori.

Le membrane dei recettori colinergici dei muscoli scheletrici dei vertebrati sono le più sensibili all'azione del post-NT. Allo stesso tempo, i muscoli somatici dei molluschi marini e il cuore della lampreda sono resistenti all'azione delle neurotossine del cobra. Differenze di specie nella sensibilità dei recettori colinergici su vari rappresentanti di vertebrati (rane, polli, gattini, ratti). È stato suggerito che i post-HT non siano concorrenti diretti dell'acetilcolina per il sito attivo del recettore colinergico.

6. Neurotossine presinaptiche (pre - NT)

Le neurotossine con azione presinaptica influenzano selettivamente il meccanismo di rilascio dell'acetilcolina senza influenzare la sensibilità delle strutture postsinaptiche al mediatore. Elaborazione del farmaco neuromuscolare isolato β- la bungarotossina dopo un primo periodo di aumento della frequenza porta alla completa eliminazione della PEP. La velocità di insorgenza dell'effetto inibitorio dipende sia dalla concentrazione del pre-HT che dalla frequenza della stimolazione. Inoltre è stata stabilita la dipendenza dell'insorgenza del blocco della trasmissione neuromuscolare dalla temperatura ambiente. Pertanto, la tipossina (1 μg/ml) ad una temperatura di 37°C ha causato l'inibizione del farmaco per un'ora; quando la temperatura è scesa a 28°C, la conduttività è stata mantenuta fino a 4 ore di incubazione. I Pre-NT non riducono la risposta dei muscoli isolati all'acetilcolina esogena e non influenzano la conduzione dell'eccitazione attraverso le terminazioni nervose. Altre prove dell'azione presinaptica selettiva β- bungarotoxin sono state ottenute su una coltura di tessuto priva di terminazioni nervose ottenuta da mioblasti di embrioni di pollo di 10 giorni. pre-incubazione α- la bungarotossina ha eliminato completamente la depolarizzazione causata dalla successiva introduzione di acetilcolina nel mezzo. In queste condizioni β- la bungarotossina non è stata efficace. Nelle fasi successive dell'azione β- bungarotossina, si osserva la distruzione delle vescicole con acetilcolina fino alla loro completa scomparsa. Si nota anche la vacuolizzazione dei mitocondri dei terminali dei nervi motori.

Azione β- La bungarotossina è simile all'azione della tossina botulinica, che influenza anche il meccanismo di rilascio dell'acetilcolina dalle terminazioni nervose. Esistono però delle differenze: la tossina botulinica non provoca un iniziale aumento della PEP; a differenza della tossina botulinica β- la bungarotossina interagisce solo con le terminazioni colinergiche; sotto l'azione della tossina botulinica non sono stati notati cambiamenti nella regione presinaptica.

Sui sinaptosomi del cervello di un ratto, l'abilità β- bungarotossina per ridurre l'accumulo di GABA, serotonina, norepinefrina e colina. Perché il β- La bungarotossina sposta principalmente i neurotrasmettitori già accumulati, si può presumere che la sua azione sia associata a un danno al processo di stoccaggio e non al trasporto dei mediatori.

Conclusione

Il meccanismo d'azione dei veleni di serpente non è stato ancora decifrato dagli scienziati. Ma una goccia trasparente di veleno, una volta nel sangue, viene trasportata da esso in tutto il corpo e in una certa dose ha un effetto benefico sul corpo del paziente. È stato accertato che piccole quantità di veleno di cobra hanno un effetto analgesico e possono essere utilizzate anche come sostituto della morfina in pazienti affetti da neoplasie maligne. Allo stesso tempo, a differenza della morfina, il veleno di serpente agisce più a lungo e, soprattutto, non crea dipendenza. Inoltre, sono stati creati farmaci a base di veleno di cobra che migliorano le condizioni generali dei pazienti affetti da asma bronchiale, epilessia e angina pectoris.

La necessità di veleno di serpente aumenta di anno in anno e gli asili nido istituiti in diverse regioni del nostro paese non riescono ancora a soddisfare questa esigenza. Pertanto, è necessario proteggere i serpenti velenosi in condizioni naturali, nonché ottenerne la riproduzione in cattività.

Va ricordato che nelle mani di persone inesperte, il veleno di serpente non diventa un alleato nella lotta per mantenere la salute, ma un nemico pericoloso e può causare gravi avvelenamenti. Teofrasto Paracelso ha parlato della necessità di selezionare correttamente la dose di una sostanza medicinale, sostenendo che “... tutto è veleno, nulla è privo di veleno e tutto è medicina. La sola dose trasforma una sostanza in un veleno o in una medicina”. Questo detto del famoso scienziato non ha perso il suo significato nemmeno oggi e, usando i veleni dei serpenti, i pazienti devono seguire rigorosamente le istruzioni del medico curante.

È noto che i veleni di serpente sono pericolosi per molte specie di mammiferi. Ma tra gli animali inferiori, soprattutto tra gli insetti, sono note specie che non sono suscettibili all'azione del veleno dei serpenti, il che consente di utilizzarle come antidoti.

Riassumendo la considerazione di una serie di questioni che coprono le caratteristiche della struttura chimica e i meccanismi d'azione dei veleni, è impossibile non menzionare che la Natura, questo abile sperimentatore, ha fornito ai ricercatori strumenti unici per studiare le questioni fondamentali della struttura e il funzionamento di una cellula vivente.

Le zootossine sono ottimi modelli per la biologia molecolare, poiché consentono di risolvere problemi sulla relazione tra struttura e funzione nelle biomolecole.

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Le neurotossine sono tossina botulinica, poneratossina, tetrodotossina, batracotossina, componenti dei veleni di api, scorpioni, serpenti, salamandre.

Potenti neurotossine, come la batracotossina, agiscono sul sistema nervoso depolarizzando i nervi e le fibre muscolari, aumentando la permeabilità della membrana cellulare agli ioni sodio.

Molti veleni e tossine utilizzati dagli organismi per difendersi dai vertebrati sono neurotossine. L'effetto più comune è la paralisi, che si manifesta molto rapidamente. Alcuni animali usano le neurotossine durante la caccia, poiché una preda paralizzata diventa una preda conveniente.

Fonti di neurotossine

Esterno

Le neurotossine provenienti dall'ambiente esterno lo sono esogeno. Possono essere gas (ad esempio monossido di carbonio, CWA), metalli (mercurio, ecc.), liquidi e solidi.

L'azione delle neurotossine esogene dopo la penetrazione nel corpo dipende fortemente dalla loro dose.

Interno

La neurotossicità può avere sostanze prodotte all'interno del corpo. Si chiamano endogeno neurotossine. Un esempio è il neurotrasmettitore glutammato, che è tossico ad alte concentrazioni e porta all’apoptosi.

Classificazione ed esempi

Inibitori dei canali

Agenti nervosi

• Derivati ​​alchilici dell'acido metilfluorofosfonico: sarin, soman, ciclosarina, etilsarina.

• Colinetiofosfonati e colinefosfonati: gas V.

• Altri composti simili:, tabun.

Farmaci neurotossici

Guarda anche

• La verruca è un pesce produttore di neurotossine
• La nicotina è una neurotossina con un effetto particolarmente forte sugli insetti.
• Teratogenesi (meccanismo di insorgenza di anomalie dello sviluppo)

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Appunti

1. Sebbene solo le sostanze di origine biologica siano tossine, il termine neurotossina viene applicato anche ai veleni sintetici. "Neurotossine naturali e sintetiche", 1993, ISBN 978-0-12-329870-6, sez. "Prefazione", citazione: "Le neurotossine sono sostanze tossiche con azioni selettive sul sistema nervoso. Per definizione, le tossine sono di origine naturale, ma il termine "neurotossina" è stato ampiamente applicato ad alcune sostanze chimiche sintetiche che agiscono selettivamente sui neuroni"
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Un estratto che caratterizza la neurotossina

Sei mesi dopo la morte di mio nonno è avvenuto un evento che, secondo me, merita una menzione speciale. Era una notte d'inverno (e gli inverni in Lituania a quel tempo erano molto freddi!). Ero appena andato a letto quando all'improvviso ho sentito una strana e molto dolce "chiamata". Era come se qualcuno mi stesse chiamando da qualche parte molto lontano. Mi sono alzato e sono andato alla finestra. La notte era molto tranquilla, chiara e calma. La neve alta brillava e luccicava di scintille fredde in tutto il giardino addormentato, come se il riflesso di molte stelle tessesse tranquillamente su di essa la sua scintillante rete d'argento. Era così tranquillo, come se il mondo si fosse congelato in uno strano sogno letargico...
All'improvviso, proprio davanti alla mia finestra, ho visto una luminosa figura di donna. Era altissimo, più di tre metri, assolutamente trasparente e scintillante, come se fosse tessuto da miliardi di stelle. Sentivo uno strano calore emanare da lei, che mi avvolgeva e, per così dire, chiamava da qualche parte. Lo sconosciuto agitò la mano, invitandoli a seguirla. E sono andato. Le finestre della mia stanza erano molto grandi e basse, non standard per gli standard normali. Nella parte inferiore arrivavano quasi a terra, così potevo uscire liberamente in qualsiasi momento. Ho seguito il mio ospite senza il minimo timore. E la cosa era molto strana: non sentivo assolutamente il freddo, anche se in quel momento fuori c'erano venti gradi sotto zero, ed ero solo in camicia da notte dei miei bambini.
La donna (se così si può chiamare) agitò nuovamente la mano, come per invitarlo a seguirla. Sono rimasto molto sorpreso che la normale "strada lunare" improvvisamente, avendo cambiato direzione, "abbia seguito" lo sconosciuto, come se creasse un percorso luminoso. E ho capito che dovevo andare lì. Così ho seguito il mio ospite fino alla foresta. Ovunque c'era lo stesso silenzio doloroso e gelido. Tutto intorno scintillava e luccicava nel bagliore silenzioso della luce lunare. Il mondo intero sembrava congelarsi in previsione di ciò che stava per accadere. La figura trasparente avanzava e io, come incantato, la seguivo. Tuttavia non avevo alcuna sensazione di freddo, anche se, come mi resi conto più tardi, avevo camminato a piedi nudi per tutto questo tempo. E quello che era anche molto strano, i miei piedi non cadevano nella neve, ma sembravano galleggiare in superficie, senza lasciare tracce sulla neve...
Alla fine arrivammo ad una piccola radura rotonda. E lì ... illuminate dalla luna, figure insolitamente alte e scintillanti stavano in cerchio. Erano molto simili alle persone, solo assolutamente trasparenti e senza peso, come il mio insolito ospite. Indossavano tutti abiti lunghi e fluenti che sembravano mantelli bianchi scintillanti. Quattro delle figure erano maschi, con capelli completamente bianchi (forse grigi) e molto lunghi, raccolti in cerchi luminosi sulla fronte. E due figure femminili, molto simili alla mia ospite, con gli stessi lunghi capelli e un enorme cristallo scintillante al centro della fronte. Lo stesso calore rassicurante emanava da loro e in qualche modo ho capito che non poteva accadermi nulla di male.

Non ricordo come sono finito al centro di questo cerchio. Ricordo solo come all'improvviso dei raggi verdi luminosi uscirono da tutte queste figure e si collegarono proprio su di me, nella zona dove avrebbe dovuto trovarsi il mio cuore. Tutto il mio corpo cominciò a "suonare" silenziosamente... (non so come sarebbe possibile definire con maggiore precisione il mio stato di allora, perché era proprio la sensazione del suono dentro). Il suono diventava sempre più forte, il mio corpo perdeva peso e restavo sospeso da terra proprio come queste sei figure. La luce verde divenne insopportabilmente luminosa, riempiendo completamente tutto il mio corpo. C'era una sensazione di incredibile leggerezza, come se stessi per decollare. All'improvviso, un arcobaleno abbagliante balenò nella mia testa, come se una porta si aprisse e vedessi un mondo completamente sconosciuto. La sensazione era molto strana: come se conoscessi questo mondo da molto tempo e allo stesso tempo non lo avessi mai conosciuto.

>>>> Perché gli effetti neurotossici sono pericolosi?

Perché gli effetti neurotossici sono pericolosi?

Numerose sostanze possono avere un effetto dannoso sulle fibre nervose e tali sostanze sono chiamate neurotossine e i risultati della loro azione sono chiamati disturbi neurotossici. Le neurotossine possono causare reazioni acute o ad azione ritardata, trasformando l'effetto tossico in un processo cronico.

Reagenti chimici, anestetici, antisettici, detergenti, pesticidi, insetticidi, vapori metallici, farmaci con effetti collaterali neurotossici possono agire come neurotossine. L'azione neurotossica può iniziare quando i componenti di queste sostanze entrano accidentalmente nel sistema respiratorio, nel sangue e quando viene superata la loro concentrazione consentita nel sangue.

Effetti neurotossici sostanze presenti nel corpo si manifestano in diversi modi:

• Mal di testa,
• vertigini,
• Mi sento stupido
• Debolezza dei muscoli degli arti
• squilibri,
• Sensazione di intorpidimento dei tessuti
• Disturbi della sensibilità tissutale
• Riflessi lenti o alterati
• Patologie cardiache (aritmie, tachicardia),
• deficit visivo,
• disturbi respiratori,
• Dolore simile alla sindrome radicolare,
• disturbi del movimento,
• Ritenzione urinaria o incontinenza urinaria
• Confusione della coscienza.

Disturbi neurotossici può essere reversibile e scomparire quando cessa l'azione della neurotossina, ma può anche portare a danni irreversibili nell'organismo.

Gli effetti neurotossici possono essere esposti a:

• nella produzione di prodotti chimici, permanenza prolungata in un'atmosfera nociva,
• quando si lavora con fertilizzanti e insetticidi in agricoltura e nei cottage estivi privati,
• durante la disinfezione dei locali, trovandosi in un'atmosfera piena di vapori di un disinfettante concentrato,
• durante lavori di riparazione e costruzione con pitture e vernici, adesivi, solventi in aree scarsamente ventilate,
• trovarsi in prossimità di una zona di combustione con un'elevata concentrazione di monossido di carbonio,
• Trovarsi nella zona di un disastro chimico causato dall'uomo (emissioni accidentali).

I disturbi neurotossici possono eventualmente trasformarsi in malattie del sistema nervoso e dell'apparato muscolo-scheletrico: miopatia, morbo di Parkinson, diminuzione o perdita della vista, interruzione dell'apparato vestibolare, degrado mentale, tic, tremore.

Trattamento dei disturbi neurotossici Si basa sull'attuazione di misure di disintossicazione per rimuovere le sostanze tossiche dal corpo e ridurre la loro concentrazione nei tessuti, ripristinare l'equilibrio idrico ed elettrolitico e purificare il sangue dalle tossine mediante emosorbimento. Con la neurotossicosi viene effettuata una terapia sintomatica (anticonvulsivanti, miorilassanti, farmaci antinfiammatori, farmaci antiallergici) per eliminare i disturbi derivanti da effetti tossici. La direzione prioritaria nel trattamento dei disturbi neurotossici è il ripristino dell'attività respiratoria, dell'emodinamica e la prevenzione dell'edema cerebrale. Successivamente, gli organi interessati vengono monitorati, viene prescritto un trattamento appropriato e viene ripristinata l'attività motoria.

La ricerca mostra che l’autismo e altri disturbi neurologici vengono diagnosticati sempre più frequentemente. La ragione di ciò può essere non solo malattie genetiche ereditarie, ma anche sostanze chimiche pericolose. In particolare, solo gli organofosfati utilizzati in agricoltura influenzano gravemente lo stato del sistema nervoso centrale.

E recentemente gli esperti hanno identificato 10 sostanze chimiche, le cosiddette neurotossine, presenti sia nell'ambiente che negli articoli per la casa, nei mobili e nell'abbigliamento. Secondo gli scienziati, sono queste sostanze la causa dello sviluppo di malattie che colpiscono il sistema nervoso. L'uso della maggior parte di essi è già fortemente limitato, ma alcuni di essi sono ancora molto pericolosi.

Clorpirifos

Una sostanza chimica un tempo comune, parte del gruppo dei pesticidi organofosforici, utilizzata per uccidere i parassiti. Il clorpirifos è attualmente classificato come altamente tossico per gli uccelli e i pesci d'acqua dolce e moderatamente tossico per i mammiferi. Nonostante ciò, è ancora largamente utilizzato nella coltivazione di colture non alimentari e per la lavorazione dei prodotti legnosi.

Metilmercurio

La metilruta è una neurotossina pericolosa che colpisce i meccanismi dell'ereditarietà negli esseri umani. Provoca mitosi anormali (mitosi K) nelle cellule e danneggia anche i cromosomi e il suo effetto è 1000 volte maggiore dell'effetto della colchicina. Gli scienziati ritengono possibile che il metilruto possa causare difetti congeniti e disturbi mentali.

Bifenili policlorurati

Oppure i PCB, fanno parte di un gruppo di sostanze chimiche definite inquinanti organici persistenti. Entrano nel corpo attraverso i polmoni, il tratto gastrointestinale con il cibo o la pelle e si depositano nei grassi. I PCB sono classificati come probabili cancerogeni per l’uomo. Inoltre, causano malattie del fegato, interrompono la funzione riproduttiva e distruggono il sistema endocrino.

etanolo

A quanto pare, l’etanolo non è un’alternativa ecologica alla benzina. Secondo gli scienziati dell'Università di Stanford, le auto alimentate con una miscela di etanolo e benzina contribuiscono all'aumento nell'atmosfera di due agenti cancerogeni: formaldeide e acetaldeide. Inoltre, l'uso dell'etanolo come combustibile aumenterà il livello di ozono atmosferico che, anche a basse concentrazioni, provoca ogni sorta di malattie polmonari.

Guida

Penetrando nel corpo, il piombo entra nel flusso sanguigno e viene in parte escreto naturalmente, in parte depositato in vari sistemi corporei. Con un grado significativo di intossicazione, si sviluppano violazioni dello stato funzionale dei reni, del cervello e del sistema nervoso. L'avvelenamento con composti organici di piombo porta a disturbi nervosi: insonnia e isteria.

Arsenico

Nell'industria, l'arsenico viene utilizzato nella produzione di fertilizzanti, nel trattamento chimico del legno e nella produzione di semiconduttori. L'arsenico entra nel corpo umano sotto forma di polvere e attraverso il tratto gastrointestinale. Con un contatto prolungato con l'arsenico, si possono formare tumori maligni, inoltre, il metabolismo e le funzioni del sistema nervoso centrale e periferico sono disturbati.

Manganese

Prima di tutto, il manganese entra nel corpo umano attraverso le vie respiratorie. Le particelle di grandi dimensioni respinte dalle vie respiratorie possono essere ingerite insieme alla saliva. Una quantità eccessiva di manganese si accumula nel fegato, nei reni, nelle ghiandole endocrine e nelle ossa. L'intossicazione per diversi anni porta alla rottura del sistema nervoso centrale e allo sviluppo della malattia di Parkinson. Inoltre, un eccesso di manganese porta a malattie delle ossa, aumentando il rischio di fratture.

Fluoro

Sebbene i fluoruri siano ampiamente utilizzati nell’igiene orale per combattere le malattie dentali batteriche, possono causare molti effetti negativi. Il consumo di acqua contenente fluoro ad una concentrazione di una parte per milione provoca cambiamenti nel tessuto cerebrale simili al morbo di Alzheimer. La cosa più paradossale è che un eccesso di fluoro ha un effetto distruttivo sui denti stessi, provocando la fluorosi.

Tetracloroetilene

Oppure il percloroetilene è un ottimo solvente e viene utilizzato nell'industria tessile e per lo sgrassaggio dei metalli. A contatto con fiamme libere e superfici riscaldate si decompone producendo fumi tossici. Con un contatto prolungato, il tetracloroetilene ha un effetto tossico sul sistema nervoso centrale, sul fegato e sui reni. Sono noti numerosi avvelenamenti acuti che portano alla morte.

Toluene

Nell'industria chimica viene utilizzato per la produzione di benzene, acido benzoico e fa parte di molti solventi. I vapori di toluene penetrano nel corpo umano attraverso le vie respiratorie e la pelle. L'intossicazione provoca disturbi nello sviluppo del corpo, riduce la capacità di apprendere, colpisce il sistema nervoso e riduce il sistema immunitario.

Cosa sono le neurotossine? Si tratta di sostanze che interferiscono con l'attività elettrica dei nervi, impedendone il corretto funzionamento.

In che modo le neurotossine distruggono le cellule nervose?

Le neurotossine sono sostanze che interagiscono con le cellule nervose, stimolandole eccessivamente o interrompendo il processo di comunicazione tra di loro. Questi sono processi dannosi per le cellule nervose che influenzano i loro processi chimici. La ricerca mostra chiaramente che le neurotossine riducono la vita delle cellule nervose. Queste tossine sono associate a vari disturbi cerebrali e malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer, la corea di Huntington e il morbo di Parkinson.

Negli ultimi decenni, le neurotossine hanno proliferato in modo significativo. Molti di essi sono utilizzati nel cibo che mangiamo e nell'acqua che beviamo. Le neurotossine più utilizzate si trovano nei fast food, negli alimenti in scatola e sono spesso utilizzate nel latte artificiale.

Neurotossine negli alimenti

Se hai un bambino o dei bambini piccoli, dovresti prestare particolare attenzione alle 10 neurotossine più comuni elencate di seguito. I bambini sono i più vulnerabili alle neurotossine perché i loro corpi sono ancora in fase di sviluppo. Gli alimenti trasformati come patatine, caramelle e cioccolato spesso contengono neurotossine. Se sei esposto a cibi contenenti una delle neurotossine elencate di seguito, dovresti evitare di mangiarli.

Aspartame (aka Equal, AminoSweet, NutraSweet, Spoonful) - Più comunemente usato negli alimenti senza zucchero. Soprattutto nelle gomme da masticare e nelle bevande senza zucchero. La maggior parte dell'aspartame è ottenuta dai prodotti di scarto di batteri geneticamente modificati. Gli studi dimostrano che l’aspartame può causare diabete, emicrania, insufficienza renale, convulsioni, cecità, obesità, disturbi neurologici, malattie mentali e tumori al cervello.

Il glutammato monosodico (noto anche come MSG) è più comunemente usato nelle patatine, nel cibo in scatola, negli alimenti per bambini e in una serie di alimenti malsani. Ricercatori indipendenti ritengono che il glutammato monosodico svolga un ruolo importante nello sviluppo delle malattie neurodegenerative del cervello, tra cui l'Alzheimer, il Parkinson e l'Huntington. La prova a sostegno di questa affermazione deriva dal fatto che i glutani monoinsaturi distruggono i neuroni, in particolare le cellule cerebrali.

Il sucralosio (noto anche come Splenda) è un dolcificante artificiale utilizzato nei prodotti senza zucchero, in particolare nelle bevande. Il sucralosio è stato scoperto quasi per caso mentre erano in corso ricerche per creare un nuovo insetticida. Pertanto, molti scienziati ritengono che il sucralosio debba essere considerato un insetticida. Questa tossina è identificata da molti come il cugino chimico del DDT. Il sucralosio è un composto clorurato e la decomposizione di questo tipo di composto nel corpo rilascia sostanze chimiche tossiche.

Alluminio – Questo metallo è comune nell’acqua potabile e nei vaccini. L'alluminio viene assorbito molto fortemente dal corpo. L'acido citrico o il citrato possono aumentarne significativamente l'assorbimento. I vaccini sono una delle principali cause di tossicità dell’alluminio perché l’alluminio viene iniettato direttamente nel corpo.

Mercurio - Questo metallo pesante è comune nei prodotti ittici e nei vaccini. Il mercurio può essere trovato anche nell'acqua potabile. È una delle neurotossine più tossiche perché distrugge facilmente il tessuto cerebrale.

Fluoro (fluoruro di sodio). Questa tossina è molto comune nell'acqua potabile e nei comuni dentifrici. In passato il fluoro veniva utilizzato come veleno per topi. Il fluoro utilizzato nei prodotti di consumo è una miscela di sostanze chimiche molto pericolose. Conosciuto anche come fluoruro di sodio, è immiscibile con il fluoruro di calcio naturale. Per questo motivo, i dentifrici al fluoro riportano etichette di avvertenza.

Proteine ​​vegetali idrolizzate - Questo ingrediente alimentare malsano è comune nella maggior parte degli alimenti malsani. Contiene alte concentrazioni di glutammato e aspartato, che possono stimolare le cellule nervose e alla fine portarle alla morte.

Caseinato di calcio – Questa tossina è comunemente usata negli integratori proteici, nei cibi spazzatura e nei prodotti energetici a base di cioccolato. Danneggia il cervello a causa delle sue proprietà neurotossiche.

Caseinato di sodio – Questo tipo di proteina è comune nei latticini e nel cibo spazzatura. Si ritiene che causi problemi di autismo e malattie gastrointestinali.

L'estratto di lievito è un ingrediente alimentare popolare in molti alimenti trasformati come il cibo in scatola. È tossico per il cervello.