Hoạt chất Batrachotoxin được biết đến là một loại thuốc chống dị ứng steroid và độc thần kinh cực kỳ mạnh. Trong bài viết này, Trung Tâm Thuốc Central Pharmacy (trungtamthuoc.com) xin gửi đến bạn đọc những thông tin về Hoạt chất Batrachotoxin

1 Tổng quan

1.1 Batrachotoxin là gì?

Batrachotoxin một alkaloid steroid đa vòng gây độc cho tim và độc với thần kinh rất mạnh. Batrachotoxin được tiết ra khi con ếch thấy bị kích động và đe dọa từ bên ngoài.

Ếch phi tiêu vàng là sát thủ sở hữu lượng nọc độc mạnh nhất trong họ ếch phi tiêu độc, chúng sống tại Colombia với kích thước chỉ 5cm. Bản thân loài ếch này không có độc mà chúng thu nhận và tiết nó ra từ loài bọ Melyrid mà chúng ăn.

1.2 Lịch sử ra đời

Batrachotoxin được đặt tên bởi các nhà khoa học John W. Daly và Bernhard Witkop, những người đã tách phần alcaloid độc hại mạnh và xác định tính chất hóa học của nó. Họ đã phân lập được bốn alcaloid steroid độc hại bao gồm batrachotoxin, isobatrachotoxin, pseudobatrachotoxin và batrachotoxinin A. Do khó khăn trong việc xử lý một loại độc tố mạnh như vậy và lượng cực nhỏ có thể được thu thập, việc xác định cấu trúc toàn diện có một số khó khăn. Tuy nhiên, Takashi Tokuyama, người tham gia điều tra sau đó, đã chuyển đổi một trong những hợp chất đồng loại, Batrachotoxinin A, thành một dẫn xuất tinh thể và cấu trúc steroid độc đáo của nó đã được giải quyết bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X 

Khi so sánh phổ khối và phổ NMR của batrachotoxin và các dẫn xuất batrachotoxinin A, người ta nhận ra rằng hai chất này có chung cấu trúc steroid và batrachotoxin là batrachotoxinin A với một nửa pyrrole bổ sung kèm theo. Trên thực tế, batrachotoxin có thể bị thủy phân một phần bằng cách sử dụng natri hydroxide vào vật liệu có TLC giống hệt nhau và phản ứng màu như batrachotoxinin A. Cấu trúc của batrachotoxin được thành lập vào năm 1969 thông qua tái hợp hóa học của cả hai mảnh. Batrachotoxinin A được tổng hợp bởi Michio Kurosu, Lawrence R. Marcin, Timothy J. Grinsteiner và Yoshito Kishi vào năm 1998.

1.3 Đặc điểm hoạt chất Batrachotoxin

Tên khác: 3α,9α-epoxy-14β,18-(2′-oxyethyl-N-methylamino)-5β-pregna-7,16-diene-3β,11α,20α-triol 20α-2,4-dimethylpyrrole-3-carboxylate

2 Tác dụng dược lý

2.1 Dược lực học

Batrachotoxin là một trong những độc chất nguy hiểm nhất từng được biết đến. Ngoại suy từ LD 50 ở chuột, đối chiếu sang người giá trị LD50 được ước tính là từ 1-2 µg/kg. Do đó, LD50 ở người đối với một người nặng 70 kg sẽ vào khoảng 100 µg, tương đương với khối lượng của hai hạt muối ăn ( NaCl ) thông thường. Do đó, Batrachotoxin mạnh hơn khoảng 15 lần so với curare (một độc chất khác được sử dụng bởi người da đỏ Nam Mỹ và có nguồn gốc từ thực vật thuộc chi Strychnos và Curarea), và mạnh hơn khoảng 10 lần so với độc tố tetrodotoxin từ cá nóc.

Batrachotoxin được giải phóng qua chất tiết không màu hoặc trắng đục từ các tuyến nằm trên lưng và sau tai của ếch thuộc chi Phyllobates . Khi ếch bị kích động, cảm thấy bị đe dọa hoặc bị đau, chất độc sẽ được giải phóng ra theo phản xạ.

2.2 Cơ chế tác dụng

Batrachotoxin giết chết nạn nhân bằng cách can thiệp vào các kênh Ion Natri trong các tế bào của cơ bắp và dây thần kinh, ngăn chặn chúng đóng lại dẫn đến tê liệt. Sự di chuyển liên tục của các ion Na + cuối cùng dẫn đến suy tim.

3 Batrachotoxin có độc không?

Batrachotoxin là một trong những chất độc mạnh nhất thế giới. Độc tố trong một con ếch đủ để đoạt mạng 10 người lớn một cách dễ dàng

3.1 Ức chế tế bào thần kinh

Batrachotoxin ảnh hưởng đến hệ thần kinh thông qua tác động lên các kênh ion Na⁺ liên quan tới điện thế hoạt động, thay đổi cả tính chọn lọc ion và tính nhạy cảm với điện thế của kênh. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống thần kinh ngoại biên (PNS), làm tăng tính thấm (có chọn lọc và không thể đảo ngược) của màng tế bào đang nghỉ ngơi đối với các ion Na⁺ mà không làm thay đổi nồng độ K⁺ hoặc Ca⁺⁺ 

3.2 Gây co giật cơ, toàn thân

Batrachotoxin cũng làm thay đổi tính chọn lọc ion của kênh ion bằng cách tăng tính thấm của kênh đối với các cation lớn hơn. Các kênh Na⁺ nhạy cảm với điện thế hoạt động liên tục, ngăn chặn vĩnh viễn việc truyền tín hiệu thần kinh đến cơ bắp và cuối cùng dẫn tới co giật cơ, toàn thân và có thể dẫn tới tử vong.

3.3 Gây suy tim, loạn nhịp

Mặc dù thường được phân loại là chất độc thần kinh, Batrachotoxin vẫn có tác dụng rõ rệt đối với cơ tim. Những tác dụng này tương tự như tác dụng gây độc cho tim của Digitalis (Digoxin), một nhóm độc chất có trong cây trúc đào. Batrachotoxin cản trở sự dẫn truyền của tim, gây loạn nhịp tim, ngoại tâm thu, rung tâm thất và những thay đổi khác dẫn đến ngừng tim. Batrachotoxin gây ra sự giải phóng lớn Acetylcholine trong dây thần kinh và cơ bắp, đồng thời phá hủy các túi tiếp hợp.

4 Ứng dụng của Batrachotoxin

Loại chất kịch độc này đến từ tự nhiên. Chúng tồn tại trên da của những con ếch nhỏ, đầy màu sắc sống ở các khu rừng rậm vùng ấm áp ở Trung Mỹ và Nam Mỹ, nơi có độ ẩm khoảng 80%. Trong số ba loài được gọi là ếch "phi tiêu độc" có chứa Batrachotoxin - Phyllobates terribilis , Phyllobates aurotaenia và Phyllobates bicolor - độc nhất là Phyllobates terribilis được phát hiện gần đây nhất và tạo ra lượng batrachotoxin gấp 27 lần so với họ hàng gần của nó và "độc" hơn gấp 20 lần. Việc sử dụng phổ biến nhất chất độc này là của người da đỏ Noanamá Chocó và Emberá Chocó ở miền tây Colombia để sử dụng trong săn bắn.

Phi tiêu độc được người da đỏ Chocó chuẩn bị bằng cách đâm một con ếch đầu tiên vào một miếng gỗ. Theo một số lời kể, con ếch sau đó bị giữ hoặc nướng sống trên lửa cho đến khi nó kêu lên đau đớn. Bong bóng chất độc hình thành khi da ếch bắt đầu phồng rộp. Các đầu phi tiêu được chuẩn bị bằng cách chạm chúng vào chất độc, hoặc chất độc có thể được đưa vào thùng chứa và để lên men. Phi tiêu độc làm từ batrachotoxin tươi hoặc lên men gây tê liệt thần kinh gần như ngay lập tức.

Tài liệu tham khảo

1. Tác giả Takashi Tokuyama, The structure of batrachotoxinin A, a novel steroidal alkaloid from the Columbian arrow poison frog, Phyllobates aurotaenia, ngày đăng 1968, Pubs, truy cập ngày 12 tháng 8 năm 2023.

2. Tác giả Michio Kurosu, Total Synthesis of (±)-Batrachotoxinin A, ngày đăng 1998, Pubs, truy cập ngày 12 tháng 8 năm 2023