河豚毒素(tetrodotoxin,ttx)是最早发现的海洋生物毒素之一,是由鱼类分离提取的非蛋白剧毒毒素。平时国内外每年都有不少因食河豚鱼中毒而死亡者。因其毒性剧烈,性质稳定,且国外已能人工化学合成,故引起国外军界的高度重视。美、前苏联军队早已将其列入化学战计划。top
一、化学结构与理化性质
河豚毒素是一种氨基全氢化喹唑啉化合物,分子式为c11h17n3o8,分子量为319。该毒素为无色针状结晶,熔点为220℃,继续加温则分解。与酸作用可生成盐,如氢卤酸盐、酒石酸盐等。河豚毒素的水溶液呈中性,易溶于稀酒精,而难溶于纯酒精,不溶于醚、氯仿、苯及二硫化碳,其与生物碱试剂不发生任何沉淀和颜色反应。河豚毒素对热与酸的作用非常稳定,在15磅加压锅内加热2小时始失去毒性,但遇碱不稳定,易被破坏。top
二、中毒途径与毒性
河豚毒素性质稳定,可使水源和食物等长期染毒,易经消化道吸收中毒。分散呈气溶胶状态的河豚毒素,亦可通过呼吸道吸入中毒。河豚毒素的毒性大大超过包括有机磷毒剂在内的所有合成毒剂,它比氰化钠的毒性大1250倍,其对动物的毒性见表6-1。
表6-1 河豚毒素对各种动物的毒性
动 物
给药途径
最小致死剂量(μg/kg)
大鼠
皮下
2.7
豚鼠
皮下
4.5
小鼠
皮下
8.0
家兔
皮下
8.0
家兔
静脉
3.0
狗
皮下
9.0
猫
皮下
10.0
河豚毒素对人的致死剂量为6~7μg/kg体重。它是有效的呼吸抑制剂,在0.5~3μg/kg体重时,就可使动物突然出现呼吸停止。河豚毒素还是极强的催吐剂,给犬静脉注射0.3μg/kg,皮下或肌肉注射0.7μg/kg,就能诱发剧烈呕吐。top
三、中毒机理
河豚毒素是细胞膜钠离子通道选择性阻断剂。细胞膜钠离子通道的阻断,导致细胞膜去极化,从而特异性地干扰了神经一肌肉的传导过程。体外实验证明,河豚毒素对细胞膜上某些部位有非常强的亲和力,即使是非常稀的溶液(10–8m),细胞膜表面上每平方微米仅吸附几十分子,就可以完全暂时性中断钠离子流透入细胞膜,而钠离子流对神经一肌肉兴奋是必须的,然而稳定状态的钾离子流(它对静止状态的膜是重要的)则完全不受影响。有证据说明,河豚毒素的胍基对阻断钠离子通道起决定性作用。
深入研究表明,河豚毒素对细胞膜的作用过程,并不是简单的“分子嵌塞作用”,而是通过毒素与膜上专一性受体结合。再通过关闭机制(gating mechanism)使通道关闭,河豚毒素作用于毒素受体(rtox),可使h闸门(h—gate)关闭,阻滞钠离子通过细胞膜,使细胞膜失去极化状态,从而抑制甚至阻断了神经一肌肉的传导过程,导致神经肌肉活动障碍,严重者可发生麻痹状态。类似箭毒样作用,最后可引起呼吸中枢麻痹使呼吸停止,血管中枢麻痹,可引起血压下降,脉搏迟缓。最终因呼吸停止和循环衰竭而死亡。
河豚毒素中毒主要表现为神经中枢和神经末梢的麻痹。一般先是感觉神经麻痹,继而运动神经麻痹,使肢体无力甚至不能运动。血管中枢麻痹引起血压下降,脉搏迟缓。呼吸中枢麻痹导致呼吸停止而死亡。此外,河豚毒素还可作用于胃肠道粘膜,引起急性胃肠炎症状。并能抑制去甲肾上腺素的释放。
河豚毒素是神经细胞膜药物研究的标准工具药,临床上用于治疗各种神经肌肉痛、创伤及癌痛,肠胃及破伤风痉挛等。也用于局部麻醉药及神经性汉森(hansen)型疾病等。top
四、临床表现
潜伏期短,一般为30分钟至3小时,病程发展迅速。中毒者首诉局部皮肤“麻或刺痛感”,以后延及手指及脚趾,再到四肢的其他部位,麻感逐渐加重。有些患者沂说身体好象有“漂浮”感。
1.神经系统:口唇、舌尖麻木,舌和喉咙苍白,并且有蚁走和辛辣感,继则全身麻木,肌肉颤搐,共济失调,四肢无力瘫痪,最后进入广泛的肌肉麻痹:咽和喉最先麻痹,导致失音和吞咽困难,以后语言能力丧失,最后眼球固定,且常伴以惊厥。