[科普中国]-海洋毒素

简介

海洋毒素无色无味，人类吃了海洋毒素污染的海鲜会引起食物中毒，鱼类吃了含有海洋毒素的微藻也会引起大批鱼类死亡，因此，近年来海洋毒素越来越引起科学界的重视，海洋毒素不仅影响了人类的健康，对于渔业生产、环境保护和海洋旅游均产生不良影响。海洋毒素属于非蛋白类的低分子化合物，它们的结构特征、物理性质和作用机理均有很大的不同，通常根据中毒症状不同，把海洋毒素分为腹泻性贝毒、麻痹性贝毒、神经性贝毒、记忆缺失性贝毒等。但也有些海洋毒素很难根据中毒特征分类，而是根据最初分离得到它们的来源进行分类，如河豚毒素，西加毒素等。12

分类河豚毒素河豚毒素(Tetrodotoxin，TTX，1)最初是在1909年把河豚鱼卵的神经毒性成分命名为河豚毒素，1964年才确定TTX的结构是一种复杂的笼形原酸酯类生物碱，分子中几乎所有的碳原子均有不对称取代，河豚毒素结构新颖，是自然界中发现的结构最奇特的分子之一。TTX可来源于多种海洋动物甚至陆生动物，近年从含有河豚毒素的珊藻、毒蟹、河豚、毛颚动物等的体内和体表分离出一些细菌、放线菌中检测出河豚毒素和相类似物，推测河豚毒素最初合成于含毒生物体内共生的微生物，并可能与食物链有关。TTX在极低的浓度就能选择性地抑制Na+离子通过神经细胞膜，但却允许K+离子的通过，是神经生物学和药理学研究极为有用的标准工具药，临床上用于治疗各种神经肌肉痛、创伤及癌痛，肠胃及破伤风痉挛等。也用于局部麻醉药及神经性汉森(Hansen)型疾病等。

麻痹性贝毒石房蛤毒素(saxitoxin，STX，2)是由石房蛤滤食甲藻和蓝藻后在体内蓄积的一种毒素，因中毒后产生麻痹性中毒效应，又称麻痹性贝毒，是一类氨基甲酞类毒素。它是海洋生物中毒性最强烈的麻痹性毒素之一，可引起死亡，目前该类化合物约有28个，主要分为STX和neo—STX。石房蛤毒素也是在特殊Na+通道和膜通道起作用，当它与钠离子通道结合后，使神经传导发生困难，对人的中枢与周围神经系统产生麻痹作用，人或动物因呼吸衰竭而死亡。它还具有高效的镇痛、局麻及解痉等作用，也可作为新药研发的先导化合物，已成为一种显微外科手术的辅助物质和药理学研究的工具药。

AZPAzaspiraeid最初是在1995年11月荷兰人因吃了在爱尔兰养殖的贻贝而发生了中毒事件，后来把这种毒素称之为azaspiracid shellfish poisoning(AZP)。Azaspiracid毒素在结构上与其他毒素显著不同，它们是含有螺环的含氮聚醚，末端含有羧基，此类化合物已有11个。中毒症状主要是恶心、呕吐、腹泻和胃痉挛等，有些类似于腹泻性贝毒中毒，但又明显不同于OA引起的中毒。AZA-1并不能显著地改变电压门控的Na+或Ca2+的流量，说明这种毒素不是依赖电压门控通道而影响突触在神经网络传递的。

肝毒性贝毒一度曾把虾夷扇贝毒素(Yessotoxin，YTXS)和扇贝毒素(Pectenotoxins PTXS)称之为腹泻性贝毒，但它们并不引起腹泻，因此，根据这一类重要的毒素的肝毒性作用现在建议暂时称之为肝毒性贝毒。虾夷扇贝毒素也属于聚醚类毒素，骨架由11个连续的醚环组成，一端含有两个硫酸酯基，另一端是含有9个碳的不饱和碳链，使这类化合物具有亲脂性和一定的亲水性。目前已鉴定了36个此类化合物的结构，分子量大多在955至1551个质量单位。

忆丧失性贝毒1989年从贻贝中得到了毒素成分软骨藻草酸(又称多莫酸domoic acid，DA，28)，接下来的调查表明软骨藻草酸来源于贻贝摄取的形成赤潮的拟菱形藻。软骨藻草酸及其异构体iso-domoic acids A-F等属于记忆丧失性贝毒，可作为研究神经退化性疾病的一种工具。

腹泻性贝毒大田软海绵酸(Okadaic Acid，OA，29)是有38碳脂肪酸形成的聚醚，属于线型聚醚，最初是1981年从大田软海绵Halichondria okadai分离达到并因此而得名。OA是一种肿瘤促进剂，还能抑制由钙激活的磷脂依赖的蛋白激酶，是一种特殊的蛋白质磷酸酯酶1、2A和2B的抑制剂，还可以用于作为研究细胞调控的工具药。

神经性贝毒短裸甲藻毒索brevetoxins B(BTX-B)和 BTX-A是从在墨西哥海湾形成赤潮的涡鞭毛藻中分到的聚醚类毒素成分，BTX—B于1981年用X-衍射法确定了它的结构。BTX-B是世界范围内赤潮的最主要毒素成分。短裸甲藻毒素属于神经性贝毒，对于门控钠通道具有高度的亲和力，作用于受体的第5个靶点，可以诱导Na+内流，从而导致肌肉和神经细胞的去极化。

西加毒素西加毒素(Ciguatoxin，CTX)，主要来自鳗鱼，而其同系物(CTX-4B，37)则来自有毒冈比藻。来自冈比藻的此类化合物，极性较小毒性也小些，而来自鱼类的含氧原子较多、极性较大、毒性也大，CTX并不存在于冈比藻，CTX-4B作为CTX的前体物可能是在鱼中被氧化酶氧化转化成CTX，毒性氧化前增加10倍。西加毒素是电压依赖性Na+通道激动剂，可作为研究兴奋细胞膜结构与功能以及局麻药作用机理的分子探针。31