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Articulo de referencia

Decarbamoilsaxitoxina

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La descarbamoilsaxitoxina , abreviada como dcSTX, es una neurotoxina producida naturalmente por los dinoflagelados . La dcSTX es uno de los muchos análogos de la saxitoxina (STX).

Figura 1: Estructura de la saxitoxina, con los carbonos numerados. La descarbamoilsaxitoxina es uno de los derivados de la saxitoxina, que solo presenta un grupo CH₂OH en el carbono 1. Además, se añade un doble enlace entre los carbonos 2 y 3.

La saxitoxina es un alcaloide tricíclico que posee múltiples neurotoxinas estructuralmente relacionadas. Una de ellas es la neosaxitoxina (NSTX), en la que el nitrógeno en la posición 2 no está unido a un hidrógeno, sino a un grupo hidroxilo. Otro análogo tóxico de la saxitoxina es la goniautoxina (GTX). La diferencia entre la GTX y la STX radica en que el carbono en la posición 11 presenta un grupo hidrogenosulfato unido.

Entre dcSTX, NSTX y GTX, dcSTX es la que más difiere de la saxitoxina. En dcSTX existe un doble enlace entre los carbonos 2 y 3, mientras que en STX hay un enlace simple. Esto también implica que el nitrógeno unido al carbono 3 mediante doble enlace en STX es un grupo NH₂ unido mediante enlace simple en dcSTX. Otra diferencia entre la descarbamoilsaxitoxina y la saxitoxina es que el grupo aminocarboniloximetilo en la posición 1 de STX es solo un grupo CH₂OH en dcSTX.

Aunque existen ligeras diferencias entre todos los compuestos relacionados con la saxitoxina, todas ellas son neurotoxinas que afectan a los canales de sodio. El contacto con una de estas saxitoxinas puede provocar una enfermedad grave conocida como intoxicación paralítica por mariscos (PSP).

Fuente en la naturaleza

El consumo de mariscos, entre los que se incluyen mejillones, almejas, buccinos y vieiras, puede provocar diversas enfermedades. Una de ellas es la parálisis sensorial y motora, conocida como intoxicación paralítica por mariscos (PSP), que resulta de la ingestión de saxitoxina y sus derivados, como la decarbamoilsaxitoxina. [ 1 ] Los mariscos pueden concentrar un dinoflagelado conocido como Gonyaulax tamarensis , que produce saxitoxina. [ 1 ] Se sabe que los mejillones filtran hasta 20 litros de agua al día, por lo que es muy probable que transporten la toxina cuando el agua circundante está contaminada. [ 2 ] Este dinoflagelado no afecta a los mariscos, pero cuando un organismo ingiere las conchas de las vieiras, corre el riesgo de intoxicarse. [ 1 ] Algunas especies, como la almeja de cuello pequeño , poseen una enzima que convierte la saxitoxina en decarbamoilsaxitoxina, [ 3 ] lo que, según se informa, disminuye la toxicidad para los humanos de las saxitoxinas presentes. [ 4 ]

Estructura y síntesis

Estructura y propiedades

Los sinónimos de decarbamoylsaxitoxina son: dcSTX-saxitoxina, decarbamoylsaxitoxina, decarbamylsaxitoxina.

Síntesis

La descarbamoilsaxitoxina, al igual que la saxitoxina, es un sólido muy higroscópico . Dado que las saxitoxinas y sus derivados son producidos principalmente por el dinoflagelado Gonyaulax tamarensis , durante mucho tiempo se desconocía su vía de síntesis exacta. La saxitoxina fue la primera toxina paralizante de mariscos cuya síntesis total se describió. Esto lo lograron Kishi y su grupo de investigación en 1977. [ 5 ] [ 6 ] En 1991 también lograron describir la síntesis de la descarbamoilsaxitoxina. [ 7 ]

Metabolismo

La descarbamoilsaxitoxina ingresa al cuerpo por vía oral. Allí puede ser absorbida a través de la mucosa y posteriormente por el intestino delgado. [ 8 ] Tras la absorción, la toxina se distribuye en el agua corporal . [ 8 ] Es eliminada por los riñones y excretada a través de la orina. [ 9 ]

Aún no se conoce la biotransformación exacta de la decarbamoilsaxitoxina. En 2004, un estudio [ 10 ] sobre personas que murieron por intoxicación paralítica por mariscos informó la oxidación detectada de saxitoxina en neosaxitoxina.

En un estudio más reciente [ 9 ] sobre muestras de hígado humano, se propuso una vía metabólica para la saxitoxina que se muestra en la figura 2.Descubrieron que la saxitoxina puede convertirse en neosaxitoxina en el cuerpo humano, lo que armoniza la investigación anterior. Sin embargo, la neosaxitoxina se convertirá posteriormente en un estado de unión a azúcares o en GTX4/GTX1, un par de epímeros de goniautotoxina. [ 9 ] Estos epímeros también pueden convertirse en un estado de unión a azúcares. Además, se puede formar el estado de saxitoxina unido a azúcares. Como muestra este estudio, la reacción de conjugación de fase II es una reacción de glucuronidación muy común. Debido a esto, la sustancia se vuelve más hidrofílica, lo que facilita su excreción.

Aunque este estudio se realizó exclusivamente sobre la saxitoxina, es muy probable que la vía metabólica de la decarbamoilsaxitoxina sea la misma, ya que la principal diferencia estructural entre ellas es el sustituyente OONH 2 que se muestra , indicado con un círculo amarillo en la figura., que es un sustituyente hidroxilo en la decarbamoilsaxitoxina. Este grupo no se ve afectado en el metabolismo propuesto y probablemente no interrumpirá el mecanismo mostrado.

Mecanismos de acción

La descarbamoilsaxitoxina es una neurotoxina conocida, cuyo mecanismo se basa en el de la saxitoxina. Ambas se unen a los canales de sodio, como se muestra en la figura 3 [ 11 ].Los canales de sodio contienen residuos negativos en la parte superior de su poro. [ 12 ] Estos residuos con carga negativa forman parte del filtro de sodio. La decarbamoilsaxitoxina contiene dos subestructuras de guanidina que se protonan fácilmente. La protonación de estas subestructuras genera una carga positiva en la decarbamoilsaxitoxina, lo que le permite unirse a los canales de sodio. Esta unión impide el paso del sodio a través del canal. Al bloquearse el paso del sodio, el canal no puede cumplir su función y resulta imposible generar un potencial de acción en la célula. Se ha realizado un estudio sobre los principales canales de sodio afectados por la neurotoxina. [ 8 ] Este estudio demostró que la transmisión neuromuscular en el axón motor y la membrana muscular se ven afectadas, mientras que la placa terminal permanece intacta. También mostró que el nódulo auriculoventricular es el principal objetivo dentro del corazón. Las consecuencias de la decarbamoilsaxitoxina son parálisis y muerte. Las pruebas in vitro demostraron que la decarbamoilsaxitoxina es más tóxica que la saxitoxina. [ 13 ] No está claro el motivo; se puede especular que se deba al grupo alcohol presente en la decarbamoilsaxitoxina en lugar del grupo amida de la saxitoxina. Sin embargo, lo que sí se puede concluir con certeza es que la decarbamoilsaxitoxina se transforma en otros compuestos en el organismo o tiene dificultades para llegar a los canales de sodio. Las pruebas in vivo demostraron que la decarbamoilsaxitoxina es la mitad de tóxica que la saxitoxina. [ 14 ]

Enfermedades e intoxicaciones

Toxicología

En aguas costeras, principalmente en regiones templadas y subtropicales, pueden producirse floraciones de dinoflagelados cuando las condiciones para su crecimiento y agregación son óptimas. [ 2 ] Provocan las llamadas "mareas rojas" o "aguas rojas", y la concentración de toxinas puede ser de gran riesgo tanto para la vida marina como para los humanos. [ 2 ] Sin embargo, incluso cuando el agua está clara, los moluscos pueden contener toxinas que no se destruyen con el calentamiento ni la congelación. [ 15 ] En caso de marea roja, un mejillón puede contener hasta 180 g de toxina. [ 2 ] Para un humano, una dosis de tan solo 1  mg de saxitoxina puede ser fatal. [ 9 ] A nivel mundial, los límites de toxinas en moluscos que causan intoxicación paralítica por moluscos se establecen en 80 μg por 100 g de carne. [ 10 ]

Enfermedades en los seres humanos

Por lo general, a los pocos minutos de ingerir el marisco envenenado, se observa parestesia en la región oral y las yemas de los dedos. [ 1 ] [ 16 ] Esta progresa gradualmente hacia el cuello, los brazos, las piernas y los dedos de los pies, junto con una descoordinación muscular general. [ 1 ] Los pacientes pueden comenzar a sentir entumecimiento, lo que dificulta los movimientos voluntarios. [ 16 ] También pueden presentarse síntomas como mareo, debilidad e incoherencia. En la etapa final de la intoxicación, se produce dificultad respiratoria y parálisis muscular completa, generalmente entre 2 y 12 horas después de la ingestión. [ 1 ]

Los síntomas a veces son difíciles de interpretar, ya que también están asociados con la embriaguez. [ 2 ] El alcohol puede aumentar la gravedad de los síntomas. [ 1 ]

Tratamiento

No existe antídoto para la intoxicación paralítica por mariscos. Sin embargo, con la atención médica adecuada, la mayoría de los pacientes sobreviven. Lo más importante en el tratamiento es la asistencia al paciente con ventilación. [ 1 ] También se pueden usar líquidos alcalinos y que contengan sodio para bloquear el efecto de las toxinas paralizantes de los mariscos sobre la conducción nerviosa. [ 1 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Acres, J (1978). "Intoxicación paralítica por mariscos" . CMAJ . 119 ( 10): 1195– 1197. PMC 1818532. PMID 570450 .  
  2. 1 2 3 4 5 División de Salud Pública de Alaska: Prevención, Promoción y Protección. "Hoja informativa sobre la intoxicación paralítica por mariscos". Consultado el 12 de marzo de 2017.
  3. ↑ Sullivan, John J.; Iwaoka, Wayne T.; Liston, John (1983). "Transformación enzimática de toxinas PSP en la almeja de cuello pequeño ( Protothaca staminea )". Biochemical and Biophysical Research Communications . 114 (2): 465– 472. Bibcode : 1983BBRC..114..465S . doi : 10.1016/0006-291X(83)90803-3 . PMID 6882435 . 
  4. ↑ Deeds, Jonathan R.; Landsberg, Jan H .; Etheridge, Stacey M.; Pitcher, Grant C.; Longan, Sara Watt (2008). " Vectores no tradicionales para la intoxicación paralítica por mariscos" . Marine Drugs . 6 (2): 308– 348. doi : 10.3390/md6020308 . PMC 2525492. PMID 18728730 .  
  5. ^ Iwamoto, O; Akimoto, T; Nagasawa, K (2012). «Síntesis de saxitoxinas» . Química Pura y Aplicada . 84 (6): 1445-1453 . doi : 10.1351/pac-con-11-09-10 . S2CID 98176615 . 
  6. ↑ Tanino, H; Nakata, T; Kaneko, T (1977). "Una síntesis total estereoselectiva de dl-saxitoxina". Journal of the American Chemical Society . 99 (8): 2818– 2819. Bibcode : 1977JAChS..99.2818T . doi : 10.1021/ja00450a079 . PMID 850038 . 
  7. ↑ Yong Hong, C; Kishi, Y (1992). "Síntesis total enantioselectiva de (-)-Decarbamoylsaxitoxina". Journal of the American Chemical Society . 114 (18): 7001– 7006. Bibcode : 1992JAChS.114.7001H . doi : 10.1021/ja00044a008 .
  8. 1 2 3 Halstead, BW; Schantz, EJ (1984). "Intoxicación paralítica por mariscos". Suiza: Organización Mundial de la Salud Ginebra (79): 1– 59. PMID 6610258 . 
  9. 1 2 3 4 Garcia, C.; Barriga, A.; Diaz, JC (2010). "Ruta de metabolización y desintoxicación de toxinas paralizantes de mariscos en humanos". Toxicon . 55 (1): 135– 144. Bibcode : 2010Txcn...55..135G . doi : 10.1016/j.toxicon.2009.07.018 . hdl : 10533/141436 . PMID 19632259 . 
  10. 1 2 Garcia, C.; Bravo, MC; Lagos, M. (2004). "Intoxicación paralítica por mariscos: análisis post mortem de muestras de tejido y fluidos corporales de víctimas humanas en los fiordos de la Patagonia". Toxicon . 43 (2): 149– 158. Bibcode : 2004Txcn...43..149G . doi : 10.1016/j.toxicon.2003.11.018 . hdl : 10533/175125 . PMID 15019474 . 
  11. ↑ "Saxitoxina" . Equatox . 2010. Consultado el 15 de marzo de 2017 .
  12. ↑ Marban, E .; Yamagishi, T.; Tomaselli, GF (1998). "Estructura y función de los canales de sodio dependientes de voltaje" . The Journal of Physiology . 508 (3): 647– 657. doi : 10.1111/j.1469-7793.1998.647bp.x . PMC 2230911. PMID 9518722 .  
  13. ↑ Pérez, S.; Vale, C.; Botana, AM (2011). "Determinación de factores de toxicidad equivalente para toxinas paralizantes de mariscos mediante mediciones electrofisiológicas en neuronas cultivadas". Chemical Research in Toxicology . 24 (7): 1153– 1157. doi : 10.1021/tx200173d . PMID 21619049 . 
  14. ↑ Suzuki, H.; Machii, K. (2014). "Comparación de la toxicidad entre la saxitoxina y la decarbamoilsaxitoxina en el bioensayo en ratones para toxinas de intoxicación paralítica por mariscos" . Journal of Veterinary Medical Science . 76 (11): 1523– 1525. doi : 10.1292/jvms.14-0211 . PMC 4272987. PMID 25213205 .  
  15. ↑ Shin, C.; Jang, H.; Jo, H. (2017). "Desarrollo y validación de un método LC-ESI-MS/MS preciso y sensible para la determinación simultánea de toxinas paralizantes de intoxicación por mariscos en mariscos y tunicados". Food Control . 77 : 171–178 . doi : 10.1016/j.foodcont.2017.02.034 .
  16. 1 2 Popkiss, MEE; Horstman, DA; Harpur, D. (1979). "Intoxicación paralítica por mariscos". SA Medical Journal . 55 (25): 1017– 1023.