河豚毒素（tetrodotoxin，簡稱TTX）是由魚類分離提取的一種非蛋白劇毒毒素，河豚毒素是最早發(fā)現(xiàn)的海洋生物毒素之一，河豚毒素與石房蛤毒素、肉毒魚毒素合稱海洋三大公害毒素。河豚毒素不僅分布在河豚中，在水螅、蠑螈、斑足蟾等動物中也有，主要分布在河豚的性腺、肝臟、脾臟、皮膚、血液等部分里。河豚毒素是氨基全氫喹唑啉型化合物，為典型的Ｎa?通道抑制劑，分子式為C??H??N?O?，相對分子質(zhì)量為319.27，含有河豚素和河豚酸，為無色針狀結(jié)晶，微溶于水、乙醇和乙醚中，溶于稀冰醋，幾乎不溶于其他有機(jī)溶劑，對熱較穩(wěn)定，鹽腌或日曬等一般烹調(diào)手段均不能將其破壞，只有在高溫加熱30min以上或在堿性條件下才能被分解。河豚毒素是自然界中所發(fā)現(xiàn)的毒性最大的神經(jīng)毒素之一，對腸道有局部刺激作用，吸收后迅速作用于神經(jīng)末梢和神經(jīng)中樞，可高選擇性和高親和性地阻斷神經(jīng)興奮膜上鈉離子通道，阻礙神經(jīng)傳導(dǎo)，從而引起神經(jīng)麻痹而致死亡。
發(fā)現(xiàn)歷史
關(guān)于河豚毒素的起源有3種觀點：毒動物可在體內(nèi)合成毒素的內(nèi)因說、食物鏈學(xué)說和微生物起源學(xué)說(外因說)。目前普遍認(rèn)為，河豚毒素是一種生物次級代謝產(chǎn)物，由微生物在含毒動物體內(nèi)產(chǎn)生，并通過食物鏈逐漸在體內(nèi)積累。自1909年從河豚體內(nèi)分離出了河豚毒素，人們一直認(rèn)為河豚毒素只存在于河豚體內(nèi)。直到1964年，Mosher等從加利福尼亞州蠑螈（Taricha torosa）體內(nèi)分離到河豚毒素，才打破了這種說法。
在公元前2500年前埃及就有關(guān)于河豚等有毒魚類的記載。河豚毒素的生產(chǎn)最早起源于日本，1909年日本學(xué)者田原良純在生氣魚中首次提取出河豚毒素粗品，在1950年的時候獲得了毒素結(jié)晶。在1950~1957年，還從紅鰭多紀(jì)鲀和紫色東方鲀卵巢中獨立分離出來結(jié)晶態(tài)的河豚毒素。
分布情況
河豚毒素及其類似物在河豚魚里的分布主要在性腺、肝臟、脾臟、皮膚、血液等部分里，除了分布在河豚魚里，還廣泛分布于多種脊椎動物及無脊椎動物體內(nèi)，例如兩棲綱、魚類、棘皮動物、節(jié)肢動物門、軟體動物門、紐蟲、扁形動物門等。已報道的體內(nèi)或體表存在河豚毒素及其類似物的生物有：生氣魚、蠑螈、鰕虎科、蛙類、中國鱟、海星綱、紐蟲、箭蟲、環(huán)節(jié)動物門、石灰質(zhì)藻類等。
除了存在于多種動物體內(nèi)或體表，人們從多種海洋動物、海洋沉積物、淡水沉積物中也分離到了產(chǎn)河豚毒素及其類似物的微生物，它們分別屬于弧菌屬(Vibrio)、放線菌屬(Actinomycetes)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、芽孢桿菌屬(Bacillus)等。
河豚毒素不僅在東南亞地區(qū)出現(xiàn)，還擴(kuò)散到了太平洋和地中海地區(qū)。
化學(xué)結(jié)構(gòu)
河豚毒素的分子式為C??H??N?O?，是一種籠形原酸酯[zhǐ]類生物堿，帶有復(fù)氧環(huán)己烷[wán]，其結(jié)構(gòu)特征為具有多羥基氫化5，6苯吡啶母核，含有1個碳環(huán)、1個胍基、6個羥基，在C-5和C-10位有一個與半醛糖內(nèi)酯連的分開的環(huán)，河豚毒素的同系物種類較多，其中11-oxoTTX毒性為TTX的4-5倍。河豚毒素的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下所示。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
河豚毒素粗品為棕黃色粉末，純品為無臭、易潮解的白色結(jié)晶體。河豚毒素的熔點為225oC，對熱不穩(wěn)定，微溶于水、乙醇和乙醚中，溶于稀冰醋，易溶于磷化氫~7的有機(jī)酸和無機(jī)化合物酸水溶液。幾乎不溶于其他有機(jī)溶劑。
化學(xué)性質(zhì)
河豚毒素在常溫常壓下很穩(wěn)定，在220℃以上顏色發(fā)黑而不分解，超過220℃就會分解并炭化。河豚毒素在中性或弱有機(jī)酸中對熱穩(wěn)定，強(qiáng)酸或強(qiáng)堿水溶液（如4%氫氧化鈉溶液處理20min)可完全破壞河豚毒素。
提取方法
可以利用河豚毒素的弱堿性質(zhì)，用稀酸在干燥的河豚內(nèi)臟提取，并加熱除去蛋白后得到河豚毒素粗品，再進(jìn)一步純化制備精品，常用的提取工藝有：活性炭柱層析法、離子交換樹脂-活性炭柱層析法和苦味酸鹽精制法。
活性炭柱層析法
活性炭柱層析法是利用層析柱將混合物的各組分分離開，從而得到河豚毒素。該方法先將河豚魚卵巢切碎后加熱后，冷卻后除去凝固蛋白，濾液濃縮后除去沉淀，進(jìn)一步用活性炭柱層析，洗脫后得到主要成分，將其蒸發(fā)后析出河豚毒素，析出物結(jié)晶即得河豚毒素成品。
離子交換樹脂-活性炭柱層析法
離子交換是利用合成的離子交換劑作為吸附劑，將溶液中的物質(zhì)，依靠庫侖力吸附在交換劑上，然后用合適的洗脫劑將吸附物質(zhì)從交換劑上洗脫下來，從而達(dá)到分離、濃縮、提純的目的。這個方法先將河豚魚卵巢切碎浸泡后，加熱除去凝固蛋白，濾液經(jīng)過層析柱分離后，洗脫后加入活性炭得到提取液，濃縮后得到粗品。
苦味酸鹽精制法
將粗品毒素和苦味酸鹽溶于沸水中，趁熱過濾，冷卻濾液，分離結(jié)晶沉淀，此沉淀在熱水中結(jié)晶沉淀3次，得黃色針狀結(jié)晶狀的河豚毒素苦味酸鹽。將此鹽在熱水中溶解后用氨水調(diào)節(jié)pH，冷卻后過濾出固體并用水洗滌，再溶于少量食用醋酸，加氨水再沉淀得到比較純的河豚毒素。
檢測方法
河豚毒素常用的含量檢測方法有小鼠生物法，酶聯(lián)免疫吸附法、高效液相色譜法和組織培養(yǎng)法等。
小鼠生物法
小鼠生物法是目前中國和日本等國的法定河豚毒素檢測方法，也是最常用的生物檢測法，其原理是給一定體質(zhì)量的小鼠注射毒素提取液后，根據(jù)毒素的注射劑量與小鼠死亡時間的線性關(guān)系，通過觀察小鼠的死亡時間推算河豚毒素的含量，通常以樣品提取液完全注入小鼠腹腔開始計時，到小鼠停止呼吸作為判斷小鼠死亡的標(biāo)準(zhǔn)。
小鼠生物法以生物體的反應(yīng)作為指標(biāo)測定毒素含量，是最直觀的檢測方法，但該方法操作繁瑣，易受主觀因素干擾，檢測結(jié)果不穩(wěn)定，重復(fù)性較差，且在倫理方面存在爭議，此外還需考慮提取溶劑對小鼠生理反應(yīng)的影響。
酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA)
酶聯(lián)免疫吸附法結(jié)合了抗原抗體的免疫反應(yīng)和酶的高效催化作用，分為固定化抗原競爭抑制吸附和固定化抗體直接競爭吸附2種類型。這個方法是將樣品中的河豚毒素經(jīng)提取、脫脂后與定量的特異性酶標(biāo)抗體反應(yīng)，多余的酶標(biāo)抗體則與酶標(biāo)板內(nèi)的包被結(jié)合，加入底物后顯色，與標(biāo)準(zhǔn)曲線比較來測定河豚毒素的含量。
高效液相色譜法（HPLC）
高效液相色譜法是常用的儀器檢測方法，其原理是待測組分隨著流動相在固定相上的吸附與解吸，不同組分的保留時間不同，從而實現(xiàn)樣品的分離。這個方法是利用河豚毒素在氫氧化鈉溶液中加熱產(chǎn)生熒光的特性以高效液相色譜同熒光檢測器聯(lián)用測定河豚毒素的含量，檢測限達(dá)可以達(dá)到1nm，此方法至今仍是河豚毒素檢測較為理想的方法。
組織培養(yǎng)法
組織培養(yǎng)法的原理是烏本（箭毒）會抑制Na?-K?-ATP酶的活性，藜蘆定能刺激神經(jīng)細(xì)胞的Na?內(nèi)流和動作電位的去極化，它們可以使小鼠細(xì)胞成神經(jīng)細(xì)胞流入大量的Na?，使細(xì)胞腫脹而死，而河豚毒素可以結(jié)合受體阻斷這種作用，保持細(xì)胞正常形態(tài)及活性。這個方法是用一定濃度的烏本(箭毒)苷和藜蘆定處理細(xì)胞，使其形態(tài)發(fā)生變化，然后通過光鏡觀察河豚毒素導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)恢復(fù)情況，用恢復(fù)率和河豚毒素濃度之間的關(guān)系來估算河豚毒素的含量；還可以將存活的細(xì)胞用中性紅染色后在540nm處測出其吸收值來估算存活細(xì)胞，進(jìn)而算出河豚毒素的含量。
這個方法簡單，容易操作，但是不能區(qū)分河豚毒素的衍生物，特異性差。
藥理作用
對Na?通道的阻斷作用
河豚毒素對Na?通道的選擇性極高，能阻止Na?進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，因而可阻止神經(jīng)和肌肉產(chǎn)生興奮活動。因為河豚毒素分子結(jié)構(gòu)中帶有一個胍基，體積與鈉離子相同，這種“插入”假說認(rèn)為Na?孔固定河豚毒素是通過靜電吸引，而Na?離子通道的長度為5?左右，正好能容納一個胍基。因此Na?離子流動受阻的原因，可能是河豚毒素的胍基部分被固定在Na?通道附近，排斥鈉離子接近通道，從而阻滯了神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)。
心血管作用
河豚毒素的顯著作用之一是產(chǎn)生嚴(yán)重的低血壓，5×10??ug·g?1就可產(chǎn)生降壓作用。在α和β腎上腺素受體拮抗劑存在時，河豚毒素具有血管舒張作用，河豚毒素能使血管逐漸麻痹，外周血管阻力減小，造成血壓下降。
呼吸抑制作用
河豚毒素所致的呼吸衰竭與其抑制呼吸中樞有關(guān)，但是也有學(xué)者認(rèn)為，呼吸神經(jīng)和呼吸肌麻痹才是河豚毒素導(dǎo)致呼吸衰竭的主要因素。河豚毒素除產(chǎn)生外周心肺活動失常外，尚可作用于呼吸節(jié)律中樞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中某些成分的機(jī)能和位置發(fā)生特異性紊亂。由此推測，河豚毒素引起的呼吸衰竭以至死亡與中樞和外周成分都有關(guān)。
其它藥理作用
河豚毒素除了有以上的藥理作用，還具有較強(qiáng)的抑制細(xì)胞有絲分裂的作用，抗心律失常作用、鎮(zhèn)痛作用、預(yù)防腎功能衰竭的作用。
應(yīng)用領(lǐng)域
可以利用河豚毒素具有選擇性抑制鈉離子通道的機(jī)制，將河豚毒素可以作為工具藥來應(yīng)用到醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)。如臨床常用的抗心律失常藥如奎尼丁、利多卡因等，不僅能阻斷心肌Na?通道，也同時影響Ca2?或K?通道；而河豚毒素選擇性阻斷Na?通道，不影響Ca2?和K?通道。這種專一性使河豚毒素成為神經(jīng)生理學(xué)、肌肉生理學(xué)研究領(lǐng)域中很有用的藥理學(xué)工具藥。
目前河豚毒素具有止痛、解毒和局部麻醉等功效。河豚毒素可以運用到醫(yī)療方面，比如微量的河豚毒素對人非常有用，如晚期癌癥病人可以通過使用河豚毒素來緩解疼痛，河豚毒素起效迅速，副作用少，可以口服，也可以注射，相比可卡因這類藥物沒有任何依賴性，即稱無隱性或非阿片肽性。在戒毒方面，可用于使用依賴性麻醉病人或其他人群。在麻醉方面，河豚毒素的麻醉作用比比常用麻醉藥可卡因強(qiáng)16萬倍，而且持續(xù)時間長，臨床上河豚毒素的針劑可以代替Morphine、杜冷丁等，用于治療神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛、肌肉痛、麻風(fēng)痛以及創(chuàng)傷、燒傷引起的疼痛，一般生效較嗎啡、杜冷丁遲，鎮(zhèn)痛時間長達(dá)12h～20h。日本的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中還曾經(jīng)使用河豚毒素來治療麻風(fēng)病患者的神經(jīng)痛，還可以抑制破傷風(fēng)患者的肌肉痙攣。因此，河豚毒素作為藥物有廣泛和不可取代的應(yīng)用價值。
安全事宜
毒理學(xué)數(shù)據(jù)
河豚毒素的小鼠的口服半致死劑量(LD??)為232ug/kg(河豚毒素/體重)。
毒性
河豚毒素的毒性極強(qiáng)，是自然界中發(fā)現(xiàn)的毒性最強(qiáng)的神經(jīng)毒素之一，其毒性相當(dāng)于劇毒藥品氰化鈉的1250倍，0.5毫克即可致人死亡，目前無有效的解毒劑。中毒潛伏期短則10-30分鐘，長至3-6小時，死亡率高。河豚毒素對人體的致死量為6~7ug/kg體重，中毒的臨床表現(xiàn)和中毒的劑量有關(guān)，起初感覺手指、口唇和舌有刺痛，隨后出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹瀉等胃腸癥狀，同時伴有四肢無力、發(fā)冷、口唇、指尖和肢端知覺麻痹，并有眩暈。隨著病情的發(fā)展，會出現(xiàn)弛緩性麻痹，表現(xiàn)為出汗、胸痛、瞳孔及角膜反射消失、四肢肌肉麻痹、吞咽困難、失音、抽搐、心動過緩、低血壓和體溫下降；重者最后出現(xiàn)語言不清、呼吸肌麻痹和心律失常，數(shù)小時內(nèi)會出現(xiàn)死亡。經(jīng)臨床治療后，輕度中毒患者癥狀可緩解，但重度中毒者在數(shù)日內(nèi)難以痊愈。
中毒機(jī)制
河豚毒素的毒作用機(jī)制為阻遏神經(jīng)和肌肉的傳導(dǎo)。河豚毒素除直接作用于胃腸道引起局部刺激癥狀外，進(jìn)入血液后，能迅速使神經(jīng)末梢和神經(jīng)中樞發(fā)生麻痹，繼而各隨意肌的運動神經(jīng)麻痹；毒量增大時毒及迷走神經(jīng)、影響呼吸，導(dǎo)致脈搏遲緩；嚴(yán)重時體溫和血壓下降，最后導(dǎo)致血管運動神經(jīng)和呼吸神經(jīng)中樞麻痹而引起迅速死亡。對于河豚毒素的作用機(jī)制已研究得十分清楚，河豚毒素可選擇性地抑制可興奮膜上電壓依賴性鈉通道的開放，從而阻止神經(jīng)沖動的發(fā)生和傳導(dǎo)，使神經(jīng)肌肉喪失興奮性。
急救措施
河豚毒素中毒可以通過催吐、洗胃和瀉下的方法來排出毒物。還可以進(jìn)行用藥物進(jìn)行對癥處理，如出現(xiàn)呼吸困難則可用山梗菜堿、尼可剎米等藥物注射；肌肉麻痹可用番木鱉堿(番木鱉堿)；另外可用高滲葡萄糖液保護(hù)肝臟、并促進(jìn)排毒。
預(yù)防措施
河豚毒素食物中毒的預(yù)防措施主要是避免人類經(jīng)口暴露含有河豚毒素的生物物種。如需要加工食用的河豚，應(yīng)在有條件的地方集中加工，必需先除去內(nèi)臟、皮、頭等含有毒的部位，反復(fù)沖洗肌肉，洗凈血污，加入2%碳酸氫鈉處理24h經(jīng)檢驗合格后方可銷售。
法規(guī)限制
日本現(xiàn)行的《食品衛(wèi)生法》規(guī)定了允許食用的河魚品種及部位、養(yǎng)殖、專業(yè)處理方法和操作人員要求等，并根據(jù)不同地域的差別修改細(xì)則，從整體上完善河鲀魚管理辦法和標(biāo)準(zhǔn)。韓國水產(chǎn)品管理法規(guī)中規(guī)定了河鲀魚肉和皮中的河豚毒素的含量不得超過10Mu/g（1 Mu/g = 0.2 μg/g ； 10Mu/g = 2ug/kg），并對從中國進(jìn)口的河豚魚在品種、產(chǎn)品類型和合格證書等方面作出特殊規(guī)定。1990年11月20日，中國衛(wèi)生部頒布的《水產(chǎn)品衛(wèi)生管理辦法》中禁止河豚魚流入市場，2010年該禁令被解除。第二年國家食品藥品監(jiān)督管理總局規(guī)定嚴(yán)禁任何餐飲服務(wù)提供加工制作鮮河豚魚，2016年原農(nóng)業(yè)部和國家食品藥品監(jiān)督管理總局決定有條件放開養(yǎng)殖紅鰭東方鲀(Takifugurubripes)和養(yǎng)殖暗紋東方鲀(Takifugu obscurus)加工經(jīng)營，規(guī)定河豚產(chǎn)品的河豚毒素含量不得高于2.2mg/kg。
參考資料 >
Tetrodotoxin | C11H17N3O8 .PubChem.2023-05-06
Tetrodotoxin: chemistry, toxicity, source, distribution and detection.National Library of Medicine.2023-05-06
市疾控中心發(fā)布提醒:切勿食用河豚，謹(jǐn)防河豚毒素中毒.大小新聞網(wǎng).2025-09-21