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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Tetrodotoxin.svg|250px|Strukturformel von Tetrodotoxin]]
| Andere Namen = Octahydro-12-(hydroxymethyl)-2-imino-5,9:7,10a-dimethano-10a''H''-[1,3]dioxocino[6,5-''d'']pyrimidin-4,7,10,11,12-pentol (für das nichtionische Tautomer)
| Summenformel = C11H17N3O8
| CAS = {{CASRN|4368-28-9}}
| EG-Nummer = 224-458-8
| ECHA-ID = 100.022.236
| PubChem = 20382
| ChemSpider = 21248349
| DrugBank = DB05232
| Beschreibung = farb- und geruchloser Feststoff<ref name="Roth">{{Carl Roth|6973|Name=Tetrodotoxin|Abruf=2019-01-27}}</ref>
| Molare Masse = 319,27 [[Gramm|g]]·[[mol]]−1
| Aggregat = fest<ref name="Roth" />
| Dichte =
| Schmelzpunkt = 225 °C ([[Zersetzung (Chemie)|Zersetzung]])<ref>[https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/11174599#section=Color-Form National Library of Medicine:Tetrodotoxin]</ref>
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| Löslichkeit = schwer in Wasser<ref name="Roth" />
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Tetrodotoxin|ZVG=116625|CAS=4368-28-9|Abruf=2022-01-20}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|06}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|300+310+330|319}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|280|330|302+352|310|304+340}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
}}

Das '''Tetrodotoxin''' (von {{grcS|τετρα-|tetra-}} ‚vier‘ und {{grcS|ὀδούς|''odoús''|de=Zahn}}, ‚Vierzähner‘), kurz '''TTX''', ist ein [[Nervengift]], bei dem es sich um ein [[zwitterion]]isches [[Alkaloid]] aus der [[Imidazoline|Imidazolin]]- und [[Pyrimidin]]<nowiki/>gruppe mit [[Guanidin]]-Teilstruktur handelt. 1964 wurde die Struktur des Tetrodotoxins von [[Robert B. Woodward]] aufgeklärt.<ref Name="Woodward">R. B. Woodward, J. Zanos. Gougoutas: ''The Structure of Tetrodotoxin.'' In: ''[[Journal of the American Chemical Society]].'' 86, 1964, S. 5030, {{DOI|10.1021/ja01076a076}}.</ref> In [[Aceton]] ist es gut, in [[Wasser]] schlecht löslich. 4,9-Anhydro-TTX ist eine molekular geringfügig abweichende Variante dieses [[Gift]]es.

== Giftträger ==
TTX und Anhydro-TTX kommen bei einigen, meist marinen, [[Giftfische|Gifttieren]] vor. [[Kugelfische]], [[Igelfische]] und andere [[Familie (Biologie)|Familien]] der [[Tetraodontiformes]], [[Westamerikanische Wassermolche]], [[Stummelfußfrösche]], einige [[Krebse]], der [[Pfeilschwanzkrebse|Pfeilschwanzkrebs]] ''Carcinoscorpius rotundicauda'', [[Schnecken]], [[Seesterne]] und [[Blaugeringelte Kraken]] (''Hapalochlaena'') sind Träger dieses Gifts.<ref>Becky L. Williams, Charles T. Hanifin, Edmund D. Brodie Jr., Roy L. Caldwell: ''Ontogeny of tetrodotoxin levels in blue-ringed octopuses: Maternal investment and apparent independent production in offspring of Hapalochlaena lunulata.'' In: ''[[Journal of Chemical Ecology]]'', Band 37, Nr. 1, 2011, S. 10–17, {{DOI|10.1007/s10886-010-9901-4}}.</ref> Zu den bekannten Landtieren, in denen TTX nachgewiesen werden konnte, gehören die Plattwurmarten ''[[Bipalium adventitium]]'' und ''[[Bipalium kewense]]''.<ref>Amber N. Stokes et al.: ''Confirmation and Distribution of Tetrodotoxin for the First Time in Terrestrial Invertebrates: Two Terrestrial Flatworm Species (Bipalium adventitium and Bipalium kewense).'' PLoS ONE 9(6): e100718, 2014, [[doi:10.1371/journal.pone.0100718]].</ref>

Tetrodotoxin konnte erstmals 1950 aus [[Eierstock|Ovarien]] von Kugelfischen isoliert werden, nachdem die Isolierungsversuche bereits 1909 begonnen hatten.

== Bildung ==
Aufgrund der enormen Vielfalt von [[Tiere]]n, welche TTX enthalten, wird angenommen, dass sie es nicht selbst bilden, sondern es aus ihrer Umwelt [[Sequestrierung von Toxinen|sequestrieren]].

Es wurden Stämme aus mehreren [[Gattung (Biologie)|Gattungen]] mariner [[Bakterien]] identifiziert, die TTX oder Anhydro-TTX produzieren und somit als Quellen dienen könnten:<ref name="Simidu1990"/>
* ''Listonella pelagia'' (veraltet ''Vibrio pelagius''; [[Familie (Biologie)|Familie]] [[Vibrionaceae ]]) mit [[Biovar]] II
* ''Shewanella algae'' (Schreibvariante ''Shewanella alga''; Familie [[Shewanellacea]]) mit [[Stamm (Biologie)#Als taxonomische Rangstufe bei Prokaryoten|Stamm]] OK-1
* ''[[Pseudoalteromonas|Pseudoalteromonas tetraodonis]]'' (veraltet ''Alteromonas tetraodonis''; Familie [[Pseudoalteromonadaceae]]) mit Stamm GFC
* weitere zwei nicht näher klassifizierte Stämme der Familie [[Vibrionaceae]]: OK-2 und GFB.
Diese wurden z. B. an Rotalgen der Gattung ''[[Jania]]'' (Typusart: ''[[Jania rubens]]''; Familie [[Corallinaceae]]) gefunden.<ref name="Simidu1990"/><ref name="Yasumoto1986"/>

Angehörige der [[Vibrionaceae]] stehen aber seither im Fokus der Untersuchungen,<ref name="Simidu1987"/> nachdem weitere Angehörige von ''Vibrio'' als Quellen von TTX wahrscheinlich gemacht werden konnten. So wurden ''Vibrio fischeri'' (nun ''[[Aliivibrio fischeri]]'') bei der [[Olivgrüne Steinkrabbe|Olivgrünen Steinkrabbe]] (''Atergatis floridus'') und ''[[Vibrio alginolyticus]]'' aus dem Magen des Kugelfisches ''Takifugu vermicularis'' isoliert.<ref name="Noguchi1987" /> Daher wird vermutet, dass TTX nicht von den Tieren produziert wird, sondern dass sie es durch Aufnahme von ''Vibrio''-Bakterien oder durch eine [[Symbiose]] mit ihnen erhalten.<ref name="Simidu1987" />

Die [[Biosynthese]] des Tetrodotoxins ist nicht vollständig geklärt. Einer japanischen Arbeitsgruppe der [[Universität Nagoya]] um [[Tohru Fukuyama]] gelang eine [[Totalsynthese]] der Verbindung ausgehend von [[1,4-Benzochinon]] über 31 Synthesestufen.<ref name="Fukuyama">Tomoaki Maehara; Keisuke Motoyama; Tatsuya Toma; Satoshi Yokoshima; Tohru Fukuyama: ''Total Synthesis of (−)‐Tetrodotoxin and 11‐norTTX‐6(R)‐ol'' in [[Angew. Chem.]] 129 (2017) 1571–1574, {{DOI|10.1002/ange.201611574}}.</ref><ref name="Yokoshima">Keigo Murakami; Tatsuya Toma; Tohru Fukuyama; Satoshi Yokoshima: ''Total Synthesis of Tetrodotoxin'' in [[Angew. Chem.]] 132 (2020) 6312–6316, {{DOI|10.1002/ange.201916611}}.</ref>

== Wirkung ==
Tetrodotoxin blockiert [[Spannungsaktivierung|spannungsaktivierte]] [[Natriumkanal|Natriumkanäle]], die auch in [[Nervenzelle|Neuronen]] vorkommen. Dabei ist zu unterscheiden zwischen den TTX-sensitiven (Nav 1.1 - Nav 1.7, mit Ausnahme Nav 1.5) und TTX-resistenten (Nav 1.5, Nav 1.8, Nav 1.9) Natriumkanälen.<ref>{{Literatur |Titel=Natriumkanäle |Online=https://www.spektrum.de/lexikon/neurowissenschaft/natriumkanaele/8247 |Abruf=2018-07-06}}</ref> Durch eine Blockade der Kanäle können keine [[Aktionspotential]]e mehr ausgelöst werden, wodurch die Nerven- und Muskelerregung behindert oder unterbunden wird. Die Folge sind motorische und sensible Ausfälle. Tetrodotoxin zählt zu den stärksten Nicht-Protein-Giften und wird hinsichtlich seiner Toxizität nur von wenigen anderen Giften wie beispielsweise [[Maitotoxin]] und [[Batrachotoxin]] übertroffen. Die tödliche Dosis von Tetrodotoxin beträgt etwa 10 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht.

Die Symptome der Vergiftung nach einer Aufnahme des Giftes (etwa beim Verzehr von [[Haut]], [[Leber]] oder [[Eierstock|Eierstöcken]] des [[Kugelfische|Fugu]]) beginnen innerhalb einer recht kurzen Zeit von etwa 45 Minuten. Der Patient zeigt diverse Lähmungserscheinungen, darunter die [[Lähmung]] der [[Skelettmuskel|Skelettmuskulatur]] und somit auch der [[Atemmuskulatur]]; zudem fallen Koordinations- und Wahrnehmungsprobleme auf. Eine Beatmung und die orale Gabe [[Aktivkohle|medizinischer Kohle]] können helfen. Wenn der Patient die ersten 24 Stunden nach Aufnahme des Giftes überlebt, ist die Prognose sehr gut.

Beispiel: Bei Konsum der [[Letale Dosis|letalen Dosis]] von 0,5 bis 1 Milligramm auf [[Peroral|oralem]] Wege tritt die [[Vergiftung|tödliche Wirkung]] erst nach einem gewissen Zeitraum ein, so dass eine Rettung der Opfer meist noch möglich ist.
Wird das Gift jedoch [[intravenös]] [[Injektion (Medizin)|injiziert]], so wird infolge schneller Ausbreitung das gesamte [[Nervensystem]] lahmgelegt, und der Betroffene erliegt nach kurzer Zeit einer [[Atemlähmung]].

Eine Tetrodotoxin-Vergiftung durch orale Aufnahme kann in vier Schweregrade unterteilt werden, die anhand der Symptomatik unterschieden werden:<ref>Vaishali Bane, Mary Lehane, Madhurima Dikshit, Alan O’Riordan, Ambrose Furey: ''Tetrodotoxin: Chemistry, Toxicity, Source, Distribution and Detection.'' In: ''Toxins.'' 6, 2014, S. 693, {{DOI|10.3390/toxins6020693}}.</ref><ref>Jorge Lago, Laura Rodríguez, Lucía Blanco, Juan Vieites, Ana Cabado: ''Tetrodotoxin, an Extremely Potent Marine Neurotoxin: Distribution, Toxicity, Origin and Therapeutical Uses.'' In: ''Marine Drugs.'' 13, 2015, S. 6384, {{DOI|10.3390/md13106384}}.</ref>
* Grad 1: Gefühlsstörungen im Mund- und Rachenbereich, eventuell Verdauungsbeschwerden
* Grad 2: ausgedehnte [[Parästhesie]]n und Taubheitsgefühle, beginnende Lähmungserscheinungen, Koordinationsstörungen
* Grad 3: ausgedehnte schlaffe Lähmungen mit Ateminsuffizienz, [[Aphonie]], autonome Ausfallerscheinungen (Hypotonie, [[Mydriasis]])
* Grad 4: schwere Ateminsuffizienz, Kreislaufversagen, Bewusstseinsstörungen, Brady[[arrhythmie]]n

== Nutzung ==
Da Tetrodotoxin in sehr geringen Mengen eine schmerzlindernde Wirkung zeigt, wird es auch für den Einsatz bei Krebstherapien in Betracht gezogen.<ref name="PMID18243639">N. A. Hagen, P. du Souich u. a.: ''Tetrodotoxin for moderate to severe cancer pain: a randomized, double blind, parallel design multicenter study.'' In: ''Journal of pain and symptom management.'' Band 35, Nummer 4, April 2008, S. 420–429, {{DOI|10.1016/j.jpainsymman.2007.05.011}}. PMID 18243639.</ref>

In der biologischen und neurologischen Forschung wird TTX verwendet, um experimentell selektiv [[Natriumkanal|Natriumkanäle]] zu blockieren.

Zudem ist es das [[Antidot|Gegengift]] zum alkaloiden Toxin [[Batrachotoxin]] der [[Pfeilgiftfrösche]].

== Beispiele filmischer Erwähnung ==


* [[Gesetz der Rache]]
* [[Die Schlange im Regenbogen]]
* [[Das A-Team – Der Film|Das A-Team]] (2010)
* [[MacGyver]] (Staffel 7, Folge 6)
* [[Columbo: Mord à la Carte]]
* [[Ghost in the Shell (2017)|Ghost in the Shell]] (2017)
* [[Alex Cross (Film)|Alex Cross]]
* [[Kleo]] (Staffel 1, Folge 3 und 8)
* [[Bones – Die Knochenjägerin|Bones]] (Staffel 4, Folge 22)
* [[Hawaii Five-0]] (Staffel 8, Folge 23)

== Literatur ==
* Kyosuke Tsuda: ''Tetrodotoxin, Giftstoff der Bowlfische.'' In: ''[[Naturwissenschaften]].'' 1966, 53 (7), S. 171–176.
* Gerhard G. Habermehl, Hans Chr. Krebs: ''Gifttiere und ihre Waffen.'' In: ''Naturwissenschaften.'' 1986, 73 (2), S. 459–470.
* D. F. Hwang, O. Arakawa u. a.: ''Tetrodotoxin-producing bacteria from the blue-ringed octopus Octopus maculosus.'' In: ''Marine Biology.'', 1989, 100 (39), S. 327–332.
* D. F. Hwang, K. P. Tai u. a.: ''Tetrodotoxin and derivatives in several species of the gastropod Naticidae.'' In: ''[[Toxicon]]'', 1991, 29 (8), S. 1019–1024.

== Weblinks ==
{{Commonscat}}
* Bernhard Peter: [http://www.welt-der-wappen.de/Apotheke/Gifte/Tetrodotoxin.htm ''Tetrodotoxin'']

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="Noguchi1987">
Tamao Noguchi, Deng-Fwu Hwang, Osamu Arakawa, Haruo Sugita, Yoshisaki Deguchi, Yasuo Shida, Kanehisa Hashimoto: ''&#200B;''Vibrio alginolyticus'', a tetrodotoxin-producing bacterium, in the intestines of the fish ''Fugu vermicularis vermicularis''.'' In: ''Marine Biology'', Band 94, Nr. 4, Dezember 1987, S. 625–630; [[doi:10.1007/BF00431409]] ({{enS}}).
</ref>
<ref name="Simidu1987">
Usio Simidu, Tamao Noguchi, Deng-Fwu Hwang, Yasuo Shida, Kanehisa Hashimoto: ''Marine bacteria which produce tetrodotoxin.'' In: ''Applied and Environmental Microbiology.'' Band 53, Nr. 7, Juli 1987, S. 1714–1715; [[doi:10.1128/aem.53.7.1714-1715.1987]], PMID 3310884, {{PMC|203940}}, [https://www.researchgate.net/publication/19845198 ResearchGate] ({{enS}}).
</ref>
<ref name="Simidu1990">
Usio Simidu, Kumiko Kita-Tsukamoto, Takeshi Yasumoto, Mari Yotsu: ''Taxonomy of Four Marine Bacterial Strains That Produce Tetrodotoxin''. In: ''International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology'', Band 40, Nr. 4, 1. Oktober 1990; [[doi:10.1099/00207713-40-4-331]], PMID 2275851 ({{enS}}).
</ref>
<ref name="Yasumoto1986">
Takeshi Yasumoto, Daisuke Yasumura, Mari Yotsu, Tooru Michishita, Amane Endo, Yuichi Kotaki: ''Bacterial production of tetrodotoxin and anhydrotetrodotoxin.'' In: ''Agricultural and Biological Chemistry'', Band 50, Nr. 3, 1986, S. 793–795; [[doi:10.1080/00021369.1986.10867470]] ({{enS}}).
</ref>
</references>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4257959-4}}

[[Kategorie:Hexahydropyrimidin]]
[[Kategorie:Dihydroxyoxan]]
[[Kategorie:Cyclohexanol]]
[[Kategorie:Dioxan]]
[[Kategorie:Cycloacetal]]
[[Kategorie:Guanidin]]
[[Kategorie:Polyol]]
[[Kategorie:Hydroxymethylverbindung]]
[[Kategorie:Zwitterion]]
[[Kategorie:Bakterientoxin]]
[[Kategorie:Alkaloid]]
[[Kategorie:Nervengift]]
[[Kategorie:Tierisches Gift]]
[[Kategorie:Antidot]]

Tetrodotoxin - Versionsgeschichte

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