[科普中國]-海洋毒素

簡介

海洋毒素?zé)o色無味，人類吃了海洋毒素污染的海鮮會(huì)引起食物中毒，魚類吃了含有海洋毒素的微藻也會(huì)引起大批魚類死亡，因此，近年來海洋毒素越來越引起科學(xué)界的重視，海洋毒素不僅影響了人類的健康，對(duì)于漁業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)和海洋旅游均產(chǎn)生不良影響。海洋毒素屬于非蛋白類的低分子化合物，它們的結(jié)構(gòu)特征、物理性質(zhì)和作用機(jī)理均有很大的不同，通常根據(jù)中毒癥狀不同，把海洋毒素分為腹瀉性貝毒、麻痹性貝毒、神經(jīng)性貝毒、記憶缺失性貝毒等。但也有些海洋毒素很難根據(jù)中毒特征分類，而是根據(jù)最初分離得到它們的來源進(jìn)行分類，如河豚毒素，西加毒素等。12

分類河豚毒素河豚毒素(Tetrodotoxin，TTX，1)最初是在1909年把河豚魚卵的神經(jīng)毒性成分命名為河豚毒素，1964年才確定TTX的結(jié)構(gòu)是一種復(fù)雜的籠形原酸酯類生物堿，分子中幾乎所有的碳原子均有不對(duì)稱取代，河豚毒素結(jié)構(gòu)新穎，是自然界中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)最奇特的分子之一。TTX可來源于多種海洋動(dòng)物甚至陸生動(dòng)物，近年從含有河豚毒素的珊藻、毒蟹、河豚、毛顎動(dòng)物等的體內(nèi)和體表分離出一些細(xì)菌、放線菌中檢測出河豚毒素和相類似物，推測河豚毒素最初合成于含毒生物體內(nèi)共生的微生物，并可能與食物鏈有關(guān)。TTX在極低的濃度就能選擇性地抑制Na+離子通過神經(jīng)細(xì)胞膜，但卻允許K+離子的通過，是神經(jīng)生物學(xué)和藥理學(xué)研究極為有用的標(biāo)準(zhǔn)工具藥，臨床上用于治療各種神經(jīng)肌肉痛、創(chuàng)傷及癌痛，腸胃及破傷風(fēng)痙攣等。也用于局部麻醉藥及神經(jīng)性漢森(Hansen)型疾病等。

麻痹性貝毒石房蛤毒素(saxitoxin，STX，2)是由石房蛤?yàn)V食甲藻和藍(lán)藻后在體內(nèi)蓄積的一種毒素，因中毒后產(chǎn)生麻痹性中毒效應(yīng)，又稱麻痹性貝毒，是一類氨基甲酞類毒素。它是海洋生物中毒性最強(qiáng)烈的麻痹性毒素之一，可引起死亡，目前該類化合物約有28個(gè)，主要分為STX和neo—STX。石房蛤毒素也是在特殊Na+通道和膜通道起作用，當(dāng)它與鈉離子通道結(jié)合后，使神經(jīng)傳導(dǎo)發(fā)生困難，對(duì)人的中樞與周圍神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生麻痹作用，人或動(dòng)物因呼吸衰竭而死亡。它還具有高效的鎮(zhèn)痛、局麻及解痙等作用，也可作為新藥研發(fā)的先導(dǎo)化合物，已成為一種顯微外科手術(shù)的輔助物質(zhì)和藥理學(xué)研究的工具藥。

AZPAzaspiraeid最初是在1995年11月荷蘭人因吃了在愛爾蘭養(yǎng)殖的貽貝而發(fā)生了中毒事件，后來把這種毒素稱之為azaspiracid shellfish poisoning(AZP)。Azaspiracid毒素在結(jié)構(gòu)上與其他毒素顯著不同，它們是含有螺環(huán)的含氮聚醚，末端含有羧基，此類化合物已有11個(gè)。中毒癥狀主要是惡心、嘔吐、腹瀉和胃痙攣等，有些類似于腹瀉性貝毒中毒，但又明顯不同于OA引起的中毒。AZA-1并不能顯著地改變電壓門控的Na+或Ca2+的流量，說明這種毒素不是依賴電壓門控通道而影響突觸在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳遞的。

肝毒性貝毒一度曾把蝦夷扇貝毒素(Yessotoxin，YTXS)和扇貝毒素(Pectenotoxins PTXS)稱之為腹瀉性貝毒，但它們并不引起腹瀉，因此，根據(jù)這一類重要的毒素的肝毒性作用現(xiàn)在建議暫時(shí)稱之為肝毒性貝毒。蝦夷扇貝毒素也屬于聚醚類毒素，骨架由11個(gè)連續(xù)的醚環(huán)組成，一端含有兩個(gè)硫酸酯基，另一端是含有9個(gè)碳的不飽和碳鏈，使這類化合物具有親脂性和一定的親水性。目前已鑒定了36個(gè)此類化合物的結(jié)構(gòu)，分子量大多在955至1551個(gè)質(zhì)量單位。

憶喪失性貝毒1989年從貽貝中得到了毒素成分軟骨藻草酸(又稱多莫酸domoic acid，DA，28)，接下來的調(diào)查表明軟骨藻草酸來源于貽貝攝取的形成赤潮的擬菱形藻。軟骨藻草酸及其異構(gòu)體iso-domoic acids A-F等屬于記憶喪失性貝毒，可作為研究神經(jīng)退化性疾病的一種工具。

腹瀉性貝毒大田軟海綿酸(Okadaic Acid，OA，29)是有38碳脂肪酸形成的聚醚，屬于線型聚醚，最初是1981年從大田軟海綿Halichondria okadai分離達(dá)到并因此而得名。OA是一種腫瘤促進(jìn)劑，還能抑制由鈣激活的磷脂依賴的蛋白激酶，是一種特殊的蛋白質(zhì)磷酸酯酶1、2A和2B的抑制劑，還可以用于作為研究細(xì)胞調(diào)控的工具藥。

神經(jīng)性貝毒短裸甲藻毒索brevetoxins B(BTX-B)和 BTX-A是從在墨西哥海灣形成赤潮的渦鞭毛藻中分到的聚醚類毒素成分，BTX—B于1981年用X-衍射法確定了它的結(jié)構(gòu)。BTX-B是世界范圍內(nèi)赤潮的最主要毒素成分。短裸甲藻毒素屬于神經(jīng)性貝毒，對(duì)于門控鈉通道具有高度的親和力，作用于受體的第5個(gè)靶點(diǎn)，可以誘導(dǎo)Na+內(nèi)流，從而導(dǎo)致肌肉和神經(jīng)細(xì)胞的去極化。

西加毒素西加毒素(Ciguatoxin，CTX)，主要來自鰻魚，而其同系物(CTX-4B，37)則來自有毒岡比藻。來自岡比藻的此類化合物，極性較小毒性也小些，而來自魚類的含氧原子較多、極性較大、毒性也大，CTX并不存在于岡比藻，CTX-4B作為CTX的前體物可能是在魚中被氧化酶氧化轉(zhuǎn)化成CTX，毒性氧化前增加10倍。西加毒素是電壓依賴性Na+通道激動(dòng)劑，可作為研究興奮細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能以及局麻藥作用機(jī)理的分子探針。31