Neurotoksyny pochodzenie i działanie

Neurotoksyny
pochodzenie i działanie
Definicja
•
•
•
toksyny (gr. toxikon) – związki
organiczne produkowane przez
organizmy żywe mogące
uszkadzać komórki
neurotoksyny – toksyny
działające specyficznie na
neurony
istnieją również związki
nieorganiczne oraz syntetyczne
związki organiczne o
właściwościach nerotoksyn
Pochodzenie
•
kręgowce:
– węże
– płazy
•
bezkręgowce:
–
–
–
–
•
•
•
pająki (czarna wdowa)
skorpiony
meduzy
ślimaki
bruzdnice
rośliny
bakterie:
– Clostridium botulinum
Objawy
•
przy dawce subletalnej:
–
–
–
–
–
–
–
•
drżenie mięśni
oszołomienie
niezdolność do akomodacji oczu
ciężki oddech
konwulsje
drgawki
ślinotok
przy dawce letalnej:
– śmierć w ciągu kilku minut (uduszenie)
– łatwo poznać bo człowiek nie oddycha
Zastosowanie
•
dla organizmów:
– sposób obrony
– zdobywanie pożywienia
•
dla ludzi:
– broń
– zastosowanie w medycynie
Budowa
• zróżnicowana budowa i stabilność
• alkaloidy (np. anatoksyny)
• białka (większość naturalnych)
• alkohole (etanol) i produkty ich
utleniania
• glikozydy (np. eskulina)
• związki organiczne:
– CO (tlenek węgla)
– metale ciężkie (np. rtęć)
•
naturalne neurotransmitery w zbyt
dużych dawkach
Sposoby działania
•
proteazy
•
wpływ na kanały jonowe:
– sodowe (tetrodotoksyny)
– potasowe (agitoksyny)
– wapniowe (TCX)
•
wpływ na neuroprzekaźniki
Clostridium botulinum
•
•
•
•
•
Typ Firmicutes
gram +
beztlenowa
przetrwalnikująca
optymalny wzrost w temp
18-45°C (łączny przedział)
Clostridium botulinum
•
grupa I:
–
–
–
–
•
mezofile
zdolności proteolityczne
zakażenia przez pokarm, rany
u dorosłych i dzieci
grupa II:
– psychrotrofy
– brak zdolności proteolitycznych
– zakażenie przez pokarm
Jad kiełbasiany
•
•
•
•
egzotoksyna
wydzielana przez klostridia
mieszanina kilku białek
LD:
– 1,3–2 ng/kg dożylnie
– 10–13 ng/kg inhalacja
– 1 μg/kg doustnie
•
najsilniejsza toksyna na świecie:
"450g tej trucizny
teoretycznie mogłoby
zlikwidować całą ludzkość."
Jad kiełbasiany
•
•
•
•
•
•
istnieje 7 typów (A-G)
wyróżniane podtypy
zaliczany do grupy A toksyn
zbudowana z dwóch
podjednostek (50 i 100 kDa)
metaloproteaza (wiązanie cynku)
wrażliwość na wysoką
temperaturę i zasolenie
Działanie
•
działanie w płytce mięśniowonerwowej
• niszczenie białka SNAP-25
• zahamowanie wydzielania
acetylocholiny w zakończeniach
presynaptycznych
• porażenie skurczu mięśni
• potrzebne wytworzenie nowych
połączeń dla przesyłania sygnału
• śmierć w wyniku uduszenia
Zastosowanie w medycynie
•
•
•
od końca lat 70-tych XX wieku
pierwotnie stosowane do
leczenia zeza
podawane w przypadku:
–
–
–
–
–
kurczu powiek
kręczu karku
stopie końsko-spotawej
achalazji przełyku
nadmiernej potliwości
Zastosowanie w kosmetyce
•
•
•
•
•
botox
jako środek przeciwzmarszczkowy
wstrzykiwany miejscowo
podskórnie
działa na zmarszczki mimiczne
efekt do 6 miesięcy
Jako broń
•
•
brak udokumentowanego
użycia
próby przeprowadzali:
– Japonia (lata 30-te XX w.)
– UK i Kanada (WW II)
– USA i ZSRR (zimna wojna)
•
sekta najwyższa prawda 6
razy rozpylała toksynę w
Tokio (1990 - 1995)
Bibliografia
•
•
•
M Sugishima. Aum Shinrikyo and the Japanese law on bioterrorism.. „Prehosp Disaster Med”.
318. Ss. 179-83
BMC Genomics. 2009; 10: 115. Independent evolution of neurotoxin and flagellar genetic loci in
proteolytic Clostridium botulinum Andrew T Carter
Phylogeny and taxonomy of the food-borne pathogen Clostridium botulinum and its neurotoxins
M.D. Collins and A.K. East
Dziękuję za uwagę