Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Батрахотоксин (від дав.-гр. βάτραχος дав.-гр. βάτραχος — «жаба» та τοξίνη — «отрута») — органічна сполука, найсильніша отрута та потужний кардіо- та нейротоксичний стероїдний алкалоїд, який міститься в шкірних залозах деяких родах жаб — дереволазових з листолазів (Phyllobates); дроздових мухоловок (пітогу) (Pitohui) та птахів. Нещодавно речовини з групи батрахотоксинів були виявлені у птахів Нової Гвінеї та в синьоголовки (іфрити) (), які отримують цю отруту при поїданні жуків ; у самих птахів до цієї отрути виробився імунітет.
| Батрахотоксин | |
|---|---|
| Інші назви | Батрахотоксин |
| Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
| Примітки картки | |
Структурно споріднені хімічні сполуки часто називають батрахотоксинами. У деяких жаб цей алкалоїд присутній переважно на шкірі. Такі жаби є одними з тих, що використовуються для отруєння дротиками. Протиотрута невідома.
Фізико-хімічні властивості
Хімічна формула — C 31 H 42 N 2 O 6. Отрута має стероїдну структуру з кількома заступниками і є естером батрахотоксину. А з 2,4-диметилпіррол-З-карбоновою кислотою; батрахотоксин є стероїду .
Кристалічна речовина, розчинна в полярних органічних розчинниках, нерозчинна у воді. Розкладається в сильнолужних середовищах.
Походження отрути
З усіх дереволазів батрахотоксини було знайдено лише у п'яти видів роду листолазів (Phyllobates), три з яких мешкають у Колумбії. Найбільший вміст отрути зафіксовано у листолаза жахливого (Phyllobates terribilis), в одній особині може утримуватися до 500 мкг батрахотоксину, 300 мкг гомобатрахотоксину та 200 мкг батрахотоксину А.
До цього часу точно не встановлено, яким саме способом накопичується отрута в організмах дереволазів. За однією з версій, він може міститися в деяких специфічних продуктах, що поглинаються дереволазами в природному середовищі. У лабораторних умовах дереволази можуть втратити отруйні властивості. У 2004 році в Новій Гвінеї було виявлено вид жуків, які містять досить багато батрахотоксинів. За припущенням учених, дереволази цілком можуть харчуватися близькими родичами цих жуків, що зустрічаються в Колумбії, таким чином накопичуючи отруту в своєму організмі. За іншими версіями отрута може синтезуватися самими дереволазами або бактеріями-симбіонтами.
Механізм дії
ЛД 50 — 0,002 мг/кг (миші, підшкірно), летальний кінець через 8 хвилин. Смертельна доза для людини становить 2 мкг.
Токсин повністю усуває інактивацію потенціалзалежного іонного каналу, так що він залишається відкритим скільки завгодно довго. Крім того, токсин зміщує потенціалзалежність активації каналу таким чином, що він відкривається при потенціалі спокою.
Має сильну кардіотоксичну дію, викликаючи екстрасистолію та фібриляцію шлуночків серця; властиво також паралітичну дію на дихальну мускулатуру, серцевий м'яз та м'язи кінцівок. Стійко і незворотно підвищує проникність мембрани нервових і м'язових клітин для іонів Na+, викликаючи падіння електричного потенціалу клітини. При цьому клітина більше не може передавати нервові імпульси.
Потрапляючи в кров через слизову оболонку, рану або тріщину в шкірі, отрута викликає аритмію (екстрасистолію), що веде до зупинки серця, в результаті якої настає летальний кінець. Отрута настільки сильна, що досить просто торкнутися шкіри жаби листолаза, щоб отримати смертельне отруєння.
Ефективної протиотрути не знайдено. Сильний антагоніст — тетродотоксин (приблизно в 10 разів поступається батрахотоксину за отруйністю, хоча так само смертельний).
При комбінації з отрутою скорпіону токсичність отрути підвищується 12 раз.
Історія
Батрахотоксин був відкритий Фріцем Меркі та [en] у Національному інституті артриту та метаболічних захворювань Національного інституту охорони здоров'я в місті Бетесда штату Меріленд у США. Меркі та Віткоп відокремили сильнодіючу токсичну фракцію алкалоїдів від Phyllobates bicolor (листолаз двоколірний) і визначили її хімічні властивості в 1963 році. Вони виділили чотири основні токсичні стероїдні алкалоїди, включаючи батрахотоксин, ізобатрахотоксин, псевдобатрахотоксин і батрахотоксинін А. Через складність поводження з таким потужним токсином і мізерну кількість, яку можна було зібрати, комплексне визначення структури було здійснити практично не можливо. Оскільки при транспортуванні отрута загиблих тварин руйнувалася, учасницею експедиції Мартою Летам було розроблено метод екстракції отрути в польових умовах. Дослідження дозволили виділити 4 основні компоненти отрути (батрахотоксин, гомобатрахотоксин, псевдобатрахотоксин і батрахотоксин А), а потім була вивчена структура та властивості цих речовин. Такаші Токуяма, який приєднався до дослідження пізніше, перетворив одну з споріднених сполук, батрахотоксинін А, на кристалічну похідну, і її унікальну стероїдну структуру було розкрито за допомогою методів рентгеноструктурного аналізу в 1968 році. Коли порівняли Спектр мас та ЯМР-спектроскопію батрахотоксину та похідних батрахотоксину А, вченим стало зрозуміло, що вони мають однакову стероїдну структуру і що батрахотоксин був батрахотоксином А з єдиним додатковим пірольним фрагментом. Насправді батрахотоксин вдалося частково гідролізувати за допомогою гідроксиду натрію в матеріал з ідентичними ТШХ і кольоровими реакціями, як батрахотоксинін А. Структура батрахотоксину була встановлена в 1969 році шляхом хімічної рекомбінації обох фрагментів. Батрахотоксинін А був синтезований Мічіо Куросу, Лоуренсом Р. Марсіном, Тімоті Дж. Грінштайнером та Йосіто Кіші в 1998 році.
Хімічний синтез
У 1998 році вчені з Гарвардського університету розробили схему часткового синтезу батрахотоксину, що включала більше 40 стадій. Синтез дозволяв отримати безпосередній попередник батрахотоксину (тобто, батрахотоксин А) у вигляді рацемату.
У 2016 році хіміки зі Стенфордського університету виконали повний синтез батрахотоксину. Розроблена ними схема повного синтезу більш досконала (складається з 25 стадій) і, крім того, є стереонаправленою (дозволяє отримувати окремо обидва дзеркальні ізомери).
Застосування
Індіанці Південної Америки змащували отрутою стріли для духових трубок перед полюванням, проводячи наконечником по спинах дереволазів. Смерть жертви наступала через 4-8 хвилин після влучання однієї стріли.
Див. також
- Тетродотоксин — сильна небілкова отрута природного походження нейропаралітичної дії.
Примітки
- Märki, F.; Witkop, B. (1963). The venom of the Colombian arrow poison frogPhyllobates bicolor. Experientia (англ.). 19 (7): 329—338. doi:10.1007/BF02152303. PMID 14067757. S2CID 19663576.
- Tokuyama, T.; Daly, J.; Witkop, B. (1969). Structure of Batrachotoxin, a steroidal alkaloid from the Colombian arrow poison frog, Phyllobates aurotaenia, and partial synthesis of Batrachotoxin and its analogs and homologs. J. Am. Chem. Soc. 91 (14): 3931—3933. doi:10.1021/ja01042a042. PMID 5814950.
- Daly, J.W. & Witkop, B. 1971. Chemistry and pharmacology of frog venoms. In Venomous animals and their venoms. Vol II. New York: Academic Press.
- Tokuyama, T.; Daly, J.; Witkop, B.; Karle, I. L.; Karle, J. (1968). The structure of Batrachotoxinin A, a novel steroidal alkaloid from the Columbian arrow poison frog, Phyllobates aurotaenia. J. Am. Chem. Soc. 90 (7): 1917—1918. doi:10.1021/ja01009a052. PMID 5689118.
- Kurosu, M.; Marcin, L. R.; Grinsteiner, T. J.; Kishi, Y. (1998). Total Synthesis of (±)-Batrachotoxinin A. J. Am. Chem. Soc. 120 (26): 6627—6628. doi:10.1021/ja981258g.
- Владимир Королев. Химики впервые полностью синтезировали мощнейший «лягушачий токсин». nplus1.ru. оригіналу за 28 листопада 2019. Процитовано 28 листопада 2019.
- Ученые синтезировали самый сильный природный яд (рос.). Популярная механика. оригіналу за 28 листопада 2019. Процитовано 28 листопада 2019.
Загальна та цитована література
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Batrahotoksin vid dav gr batraxos dav gr batraxos zhaba ta to3inh otruta organichna spoluka najsilnisha otruta ta potuzhnij kardio ta nejrotoksichnij steroyidnij alkaloyid yakij mistitsya v shkirnih zalozah deyakih rodah zhab derevolazovih z listolaziv Phyllobates drozdovih muholovok pitogu Pitohui ta ptahiv Neshodavno rechovini z grupi batrahotoksiniv buli viyavleni u ptahiv Novoyi Gvineyi ta v sinogolovki ifriti yaki otrimuyut cyu otrutu pri poyidanni zhukiv u samih ptahiv do ciyeyi otruti virobivsya imunitet BatrahotoksinInshi nazvi BatrahotoksinYaksho ne zaznacheno inshe dani navedeno dlya rechovin u standartnomu stani za 25 C 100 kPa Instrukciya z vikoristannya shablonuPrimitki kartki Strukturno sporidneni himichni spoluki chasto nazivayut batrahotoksinami U deyakih zhab cej alkaloyid prisutnij perevazhno na shkiri Taki zhabi ye odnimi z tih sho vikoristovuyutsya dlya otruyennya drotikami Protiotruta nevidoma Fiziko himichni vlastivostiHimichna formula C 31 H 42 N 2 O 6 Otruta maye steroyidnu strukturu z kilkoma zastupnikami i ye esterom batrahotoksinu A z 2 4 dimetilpirrol Z karbonovoyu kislotoyu batrahotoksin ye steroyidu Kristalichna rechovina rozchinna v polyarnih organichnih rozchinnikah nerozchinna u vodi Rozkladayetsya v silnoluzhnih seredovishah Pohodzhennya otrutiV odnij osobini listolaza zhahlivogo Phyllobates terribilis mozhe mistitisya do 500 mkg batrahotoksinu Z usih derevolaziv batrahotoksini bulo znajdeno lishe u p yati vidiv rodu listolaziv Phyllobates tri z yakih meshkayut u Kolumbiyi Najbilshij vmist otruti zafiksovano u listolaza zhahlivogo Phyllobates terribilis v odnij osobini mozhe utrimuvatisya do 500 mkg batrahotoksinu 300 mkg gomobatrahotoksinu ta 200 mkg batrahotoksinu A Do cogo chasu tochno ne vstanovleno yakim same sposobom nakopichuyetsya otruta v organizmah derevolaziv Za odniyeyu z versij vin mozhe mistitisya v deyakih specifichnih produktah sho poglinayutsya derevolazami v prirodnomu seredovishi U laboratornih umovah derevolazi mozhut vtratiti otrujni vlastivosti U 2004 roci v Novij Gvineyi bulo viyavleno vid zhukiv yaki mistyat dosit bagato batrahotoksiniv Za pripushennyam uchenih derevolazi cilkom mozhut harchuvatisya blizkimi rodichami cih zhukiv sho zustrichayutsya v Kolumbiyi takim chinom nakopichuyuchi otrutu v svoyemu organizmi Za inshimi versiyami otruta mozhe sintezuvatisya samimi derevolazami abo bakteriyami simbiontami Mehanizm diyiLD 50 0 002 mg kg mishi pidshkirno letalnij kinec cherez 8 hvilin Smertelna doza dlya lyudini stanovit 2 mkg Toksin povnistyu usuvaye inaktivaciyu potencialzalezhnogo ionnogo kanalu tak sho vin zalishayetsya vidkritim skilki zavgodno dovgo Krim togo toksin zmishuye potencialzalezhnist aktivaciyi kanalu takim chinom sho vin vidkrivayetsya pri potenciali spokoyu Maye silnu kardiotoksichnu diyu viklikayuchi ekstrasistoliyu ta fibrilyaciyu shlunochkiv sercya vlastivo takozh paralitichnu diyu na dihalnu muskulaturu sercevij m yaz ta m yazi kincivok Stijko i nezvorotno pidvishuye proniknist membrani nervovih i m yazovih klitin dlya ioniv Na viklikayuchi padinnya elektrichnogo potencialu klitini Pri comu klitina bilshe ne mozhe peredavati nervovi impulsi Potraplyayuchi v krov cherez slizovu obolonku ranu abo trishinu v shkiri otruta viklikaye aritmiyu ekstrasistoliyu sho vede do zupinki sercya v rezultati yakoyi nastaye letalnij kinec Otruta nastilki silna sho dosit prosto torknutisya shkiri zhabi listolaza shob otrimati smertelne otruyennya Efektivnoyi protiotruti ne znajdeno Silnij antagonist tetrodotoksin priblizno v 10 raziv postupayetsya batrahotoksinu za otrujnistyu hocha tak samo smertelnij Pri kombinaciyi z otrutoyu skorpionu toksichnist otruti pidvishuyetsya 12 raz IstoriyaBatrahotoksin buv vidkritij Fricem Merki ta en u Nacionalnomu instituti artritu ta metabolichnih zahvoryuvan Nacionalnogo institutu ohoroni zdorov ya v misti Betesda shtatu Merilend u SShA Merki ta Vitkop vidokremili silnodiyuchu toksichnu frakciyu alkaloyidiv vid Phyllobates bicolor listolaz dvokolirnij i viznachili yiyi himichni vlastivosti v 1963 roci Voni vidilili chotiri osnovni toksichni steroyidni alkaloyidi vklyuchayuchi batrahotoksin izobatrahotoksin psevdobatrahotoksin i batrahotoksinin A Cherez skladnist povodzhennya z takim potuzhnim toksinom i mizernu kilkist yaku mozhna bulo zibrati kompleksne viznachennya strukturi bulo zdijsniti praktichno ne mozhlivo Oskilki pri transportuvanni otruta zagiblih tvarin rujnuvalasya uchasniceyu ekspediciyi Martoyu Letam bulo rozrobleno metod ekstrakciyi otruti v polovih umovah Doslidzhennya dozvolili vidiliti 4 osnovni komponenti otruti batrahotoksin gomobatrahotoksin psevdobatrahotoksin i batrahotoksin A a potim bula vivchena struktura ta vlastivosti cih rechovin Takashi Tokuyama yakij priyednavsya do doslidzhennya piznishe peretvoriv odnu z sporidnenih spoluk batrahotoksinin A na kristalichnu pohidnu i yiyi unikalnu steroyidnu strukturu bulo rozkrito za dopomogoyu metodiv rentgenostrukturnogo analizu v 1968 roci Koli porivnyali Spektr mas ta YaMR spektroskopiyu batrahotoksinu ta pohidnih batrahotoksinu A vchenim stalo zrozumilo sho voni mayut odnakovu steroyidnu strukturu i sho batrahotoksin buv batrahotoksinom A z yedinim dodatkovim pirolnim fragmentom Naspravdi batrahotoksin vdalosya chastkovo gidrolizuvati za dopomogoyu gidroksidu natriyu v material z identichnimi TShH i kolorovimi reakciyami yak batrahotoksinin A Struktura batrahotoksinu bula vstanovlena v 1969 roci shlyahom himichnoyi rekombinaciyi oboh fragmentiv Batrahotoksinin A buv sintezovanij Michio Kurosu Lourensom R Marsinom Timoti Dzh Grinshtajnerom ta Josito Kishi v 1998 roci Himichnij sintezU 1998 roci vcheni z Garvardskogo universitetu rozrobili shemu chastkovogo sintezu batrahotoksinu sho vklyuchala bilshe 40 stadij Sintez dozvolyav otrimati bezposerednij poperednik batrahotoksinu tobto batrahotoksin A u viglyadi racematu U 2016 roci himiki zi Stenfordskogo universitetu vikonali povnij sintez batrahotoksinu Rozroblena nimi shema povnogo sintezu bilsh doskonala skladayetsya z 25 stadij i krim togo ye stereonapravlenoyu dozvolyaye otrimuvati okremo obidva dzerkalni izomeri ZastosuvannyaIndianci Pivdennoyi Ameriki zmashuvali otrutoyu strili dlya duhovih trubok pered polyuvannyam provodyachi nakonechnikom po spinah derevolaziv Smert zhertvi nastupala cherez 4 8 hvilin pislya vluchannya odniyeyi strili Div takozhTetrodotoksin silna nebilkova otruta prirodnogo pohodzhennya nejroparalitichnoyi diyi PrimitkiMarki F Witkop B 1963 The venom of the Colombian arrow poison frogPhyllobates bicolor Experientia angl 19 7 329 338 doi 10 1007 BF02152303 PMID 14067757 S2CID 19663576 Tokuyama T Daly J Witkop B 1969 Structure of Batrachotoxin a steroidal alkaloid from the Colombian arrow poison frog Phyllobates aurotaenia and partial synthesis of Batrachotoxin and its analogs and homologs J Am Chem Soc 91 14 3931 3933 doi 10 1021 ja01042a042 PMID 5814950 Daly J W amp Witkop B 1971 Chemistry and pharmacology of frog venoms In Venomous animals and their venoms Vol II New York Academic Press Tokuyama T Daly J Witkop B Karle I L Karle J 1968 The structure of Batrachotoxinin A a novel steroidal alkaloid from the Columbian arrow poison frog Phyllobates aurotaenia J Am Chem Soc 90 7 1917 1918 doi 10 1021 ja01009a052 PMID 5689118 Kurosu M Marcin L R Grinsteiner T J Kishi Y 1998 Total Synthesis of Batrachotoxinin A J Am Chem Soc 120 26 6627 6628 doi 10 1021 ja981258g Vladimir Korolev Himiki vpervye polnostyu sintezirovali moshnejshij lyagushachij toksin nplus1 ru originalu za 28 listopada 2019 Procitovano 28 listopada 2019 Uchenye sintezirovali samyj silnyj prirodnyj yad ros Populyarnaya mehanika originalu za 28 listopada 2019 Procitovano 28 listopada 2019 Zagalna ta citovana literaturaDaly J W Witkop B 1971 Chemistry and Pharmacology of Frog Venoms U Bucherl W Buckley E E Deulofeu V red Venomous Animals and Their Venoms T 2 New York Academic Press LCCN 66014892 OCLC 299757