Российские ученые нашли подтверждение бактериального происхождения тетродотоксина — одного из самых сильных природных нервно-паралитически ядов — у морских червей-немертин. Исследование провели сотрудники Национального научного центра морской биологии имени Жирмунского ДВО РАН, а результаты опубликованы в международном рецензируемом журнале Toxins.
Низкомолекулярный гуанидиновый тетродотоксин (TTX) широко известен как «яд рыбы фугу» и способен блокировать передачу нервных импульсов. Токсин блокирует натриевые каналы нервных клеток, что приводит к быстрому параличу мышц при сохранении сознания. Антидота к TTX не существует, но отравившегося можно спасти с помощью ИВЛ. Токсин достаточно быстро метаболизируется в организме, и спазм дыхательной мускулатуры проходит. В Японии несмотря на строгое лицензирование поваров, допущенных к приготовлению рыбы фугу (на экзамене начинающий фугу териси должен съесть приготовленный деликатес), ежегодно несколько человек получают смертельные отравления, а несколько десятков оказываются в больнице. Тем не менее желающих пощекотать свои нервы не убавляется.
Тетродотоксин обнаруживают у разных морских животных, но происхождение вещества долго оставалось спорным: считалось, что организмы либо синтезируют его сами, либо получают с пищей. Новая работа показывает, что ключевую роль играют симбиотические бактерии у представителей низшего звена пищевой цепи.
Ядовитая «фабрика» в кишечнике червей
Объектами исследования стали несколько видов немертин рода Cephalothrix, обитающих в дальневосточных морях. С помощью конфокальной лазерной микроскопии, иммуногистохимии и ультраструктурного анализа внутри клеток кишечника токсичных видов исследователи обнаружили бактерии, ассоциированные с TTX. У нетоксичного вида немертин таких микроорганизмов не нашли.
Бактерии располагались в специфических внутриклеточных структурах — симбиосомах. По мнению авторов, именно эти эндосимбионты синтезируют токсин, который затем накапливается в организме червей и используется ими для защиты или охоты.
Звено пищевой цепи и перспективы для медицины
Полученные данные помогают объяснить, как тетродотоксин попадает к другим животным. Немертины, обитающие в прибрежных песках и водорослях, могут передавать токсин дальше по пищевой цепи — например, хищным рыбам. Аналогичный механизм вероятен и для других морских организмов, содержащих этот яд. Этот токсин находят не только у рыбы фугу, но и у синекольчатых осьминогов, тритонов, некоторых крабов и даже лягушек.
Тетродотоксин рассматривается как перспективный прекурсор для производства сильнодействующих ненаркотических анестетиков, востребованных в онкологии. Выяснение его бактериального происхождения может помочь разработать способы получения вещества для биомедицины в лабораторных условиях.
О самой опасной еде в мире, включая рыбу фугу, подробно рассказывает материал Hi-Tech Mail.