Palytoxin

Podle jedné havajské pověsti žil na ostrově Maui muž, který si na pobřeží v místě zvaném Hana postavil malý domek a na zahradě pěstoval zeleninu. Tak se alespoň jevil rybářům, kteří kolem jeho stavení chodili ráno, když vyjížděli na moře, a znovu večer, když se vraceli domů s úlovkem ryb. Po určité době si všimli, že kdykoliv projdou kolem jeho chatrče, jeden rybář zmizí. Brzy nabyli jistotu, že za mizení kolegů je odpovědný ten záhadný muž. Vrhli se na něj, strhali z něj šaty a pod nimi objevili žraločí tlamu. Byl to „žraločí muž“, tedy skutečný viník. Utloukli ho k smrti, rozsekali na kousky, ty spálili a popel hodili do moře. V těch místech pak vyrostly jedovaté řasy a pro místní obyvatele se celá laguna stala „tabu“. Už nikdy se do ní neodvážili vstoupit.

Jedovaté řasy z Hany

Příběh je to jistě zajímavý, ale mnohem zajímavější je, že mu uvěřil Paul J. Scheuer, profesor na Havajské univerzitě, a rozhodl se zjistit, co je na něm pravdivého. Ve spolupráci s A. H. Bannerem a P. Helfrichem z Havajského ústavu mořské biologie se mu podařilo lokalizovat místo, které odpovídá pověsti. Zjistil, že jde o malou a mělkou přílivovou lagunu na konci lávového pole, tedy o část moře, která je vždy po odlivu oddělena pásem pevniny a příliv ji zase s mořem spojí. V laguně nalezli organizmy, které domorodci nazývají limu-make-o-hana, což znamená „jedovaté řasy z Hany“. Zjistili však, že nejde o řasy, ale o měkké korály rodu Palythoa. Když vzorky korálů vyluhovali v etanolu, získali extrakt tak jedovatý, že ani nedokázali zjistit velikost střední smrtné dávky pro myši. Ať extrakt sebevíc ředili, myši hynuly dál. Pověst tedy nelže – moře je v tomto místě opravdu jedovaté a vstoupit do něj je životu nebezpečné. A jak to bylo se „žraločím mužem“? Postava „žraločího muže“ je v celém Tichomoří velice populární. Objevuje se v mnoha pověstech a v moderní době se sharkman stal hrdinou nejen mnoha knížek a kreslených filmů či seriálů pro děti, ale i četných knih a filmů pro dospělé.

Látka izolovaná z korálu identifikovaného jako Palythoa toxica byla nazvána palytoxin a jeho toxikologická analýza prokázala, že smrtící dávka pro myš (při aplikaci do pobřišnice) je 50 až 100 ng/kg. Již 0,06 mikrogramu palytoxinu usmrtí psa do 5 minut a vypočtená smrtelná dávka pro člověka jsou pouhé 4 mikrogramy. Palytoxin je bezesporu nejtoxičtější známou nepeptidovou látkou. První informace o palytoxinu jako nové toxické přírodní látce byla uveřejněna r. 1971 (Science 172, 495, 1971). O čtrnáct let později byla publikována jeho chemická struktura a krátce poté byla popsána jeho syntéza. Později byl palytoxin nalezen i v dalších druzích měkkých korálů rodu Palythoa, např. P. tuberculosa, ale vše nasvědčuje tomu, že producentem toxinu nejsou samotní koráli, nýbrž jednobuněčné organizmy (zejména Ostreopis siamensis ze skupiny obrněnek – Dinoflagellata), kterými se koráli živí. Také palytoxin v mase některých jedovatých krabů, žijících na mnoha ostrovech v Tichomoří, zřejmě pochází z jejich stravy obsahující Dinoflagellata z mořského planktonu.

Zablokovaná sodíková pumpa

Zajímavé jsou také biologické vlastnosti palytoxinu. V organizmu působí na několika úrovních, především ale blokuje sodíkovou pumpu (Na⁺,K⁺-ATPázu) v biologických membránách (viz Vesmír 77, 23, 1998/1). V podstatě jde o molekulární motor spojený s pumpou, která přenáší kationty sodíku a draslíku přes buněčnou membránu proti jejich elektrochemickému gradientu. Díky ní se udržuje uvnitř buňky nízká koncentrace iontů Na⁺ (kolem 10 mM, zatímco vně buňky je tato koncentrace 150 mM), a naopak vysoká koncentrace iontů K⁺ (120–160 mM, když vně buňky je koncentrace draslíku pouze 4 mM). Tento gradient iontů sodíku a draslíku je zcela nezbytný pro zachování buněčných funkcí, jakýkoli zásah do mechanizmu sodíkové pumpy ohrožuje existenci buňky. Přesný způsob, jímž palytoxin sodíkovou pumpu zablokuje, není znám, ale lze jej přirovnat k nasypání písku do pumpy. Pumpa přestane ionty přečerpávat a časem se jejich koncentrace na vnitřní a vnější straně buněčné membrány vyrovnají. To má fatální následky pro každou buňku, ale nejcitlivější jsou v tomto ohledu buňky v srdci.

Klinický průběh intoxikace palytoxinem u člověka byl popsán jako otrava jedovatými kraby (Zosimus aeneus, Lophozosimus pictor, Demania toxica aj.) na Filipínách i v Japonsku. První příznaky se projeví již 15 až 30 minut po jídle jako žaludeční nevolnost doprovázená zvracením a průjmem. Následuje nadměrné slinění spojené s vykašláváním velkého množství hlenu, záškuby a křeče kosterního svalstva, nepravidelná srdeční činnost a potíže s dýcháním. Čtyři hodiny po požití jedovatého kraba se již oběť neudrží na nohou a asi po sedmi hodinách selže srdeční činnost a nastane smrt.

Palytoxin je smrtelně jedovatá látka, má a určitě ještě bude mít na svědomí řadu lidských životů. Pokud by se ale našel způsob jak docílit toho, aby působil pouze na nemocné buňky a zdravé nechal na pokoji, mohl by se z něj stát užitečný nástroj pro boj se zhoubnými chorobami. Práce na takovém projektu již byly zahájeny.