Toxina

Una toxina es un veneno que se produce de forma natural ^{[ 1 ]} producido por las actividades metabólicas de las células u organismos vivos . ^{[ 2 ]} Se presentan especialmente como proteínas , a menudo conjugadas . ^{[ 3 ]} El término fue utilizado por primera vez por el químico orgánico Ludwig Brieger (1849–1919), ^{[ 4 ]} derivado de tóxico .

Las toxinas pueden ser moléculas pequeñas , péptidos o proteínas capaces de causar enfermedades al entrar en contacto con los tejidos corporales o al ser absorbidas por ellos, interactuando con macromoléculas biológicas como enzimas o receptores celulares . Su toxicidad varía enormemente , desde generalmente leve (como la picadura de una abeja ) hasta potencialmente mortal incluso a dosis extremadamente bajas (como la toxina botulínica ). ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Las toxinas a menudo se distinguen de otros agentes químicos estrictamente en función de su origen biológico. ^{[ 7 ]}

Las interpretaciones menos estrictas incluyen toxinas inorgánicas de origen natural , como el arsénico . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} Otras interpretaciones incluyen análogos sintéticos de venenos orgánicos de origen natural como toxinas, ^{[ 11 ]} y pueden ^{[ 12 ]} o no ^{[ 13 ]} incluir venenos inorgánicos de origen natural . Es importante confirmar el uso si es fundamental una interpretación común.

Las toxinas son un subconjunto de los tóxicos . Se prefiere el término tóxico cuando el veneno es artificial y, por lo tanto, no artificial. ^{[ 14 ]} El ensamblaje genético humano y científico de una toxina de base natural debe considerarse una toxina, ya que es idéntico a su contraparte natural. ^{[ 15 ]} El debate es de semántica lingüística .

La palabra toxina no especifica el método de administración (a diferencia del veneno , una toxina administrada mediante una mordedura, picadura, etc.). Veneno es un término relacionado, pero más amplio, que abarca tanto toxinas como tóxicos; los venenos pueden ingresar al cuerpo por cualquier vía, generalmente inhalación , ingestión o absorción cutánea . A pesar de estas sutiles diferencias en la definición, los términos toxina, tóxico y veneno se utilizan a menudo indistintamente. También se ha propuesto el término toxungen para referirse a las toxinas que se administran en la superficie corporal de otro organismo sin una herida concomitante . ^{[ 16 ]}

Una terminología bastante informal de las toxinas individuales las relaciona con la ubicación anatómica donde sus efectos son más notables:

• La genitotoxina daña los órganos urinarios o los órganos reproductores.
• La hemotoxina provoca la destrucción de los glóbulos rojos ( hemólisis ).
• Fototoxina , causa fotosensibilidad peligrosa.
• Las hepatotoxinas afectan al hígado.
• Las neurotoxinas afectan al sistema nervioso.

En un sentido más amplio, las toxinas pueden clasificarse como exotoxinas , excretadas por un organismo, o endotoxinas , que se liberan principalmente cuando las bacterias se lisan .

El término "biotoxina" se utiliza a veces para confirmar explícitamente el origen biológico en contraposición a los orígenes ambientales o antropogénicos. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Las biotoxinas se pueden clasificar según su mecanismo de liberación como venenos (transferidos pasivamente por ingestión, inhalación o absorción a través de la piel), toxinas (transferidos activamente a la superficie del objetivo por escupir, rociar o untar) o venenos (liberados a través de una herida generada por una mordedura, picadura u otra acción similar). ^{[ 16 ]} También se pueden clasificar según su origen, como biotoxinas fúngicas , toxinas microbianas , biotoxinas vegetales o biotoxinas animales. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Las toxinas producidas por los microorganismos son determinantes de virulencia importantes responsables de la patogenicidad microbiana y/o la evasión de la respuesta inmune del huésped . ^{[ 21 ]}

Las biotoxinas varían enormemente en propósito y mecanismo, y pueden ser muy complejas (el veneno del caracol cono puede contener más de 100 péptidos únicos , que se dirigen a canales nerviosos o receptores específicos). ^{[ 22 ]}

Las biotoxinas en la naturaleza tienen dos funciones principales:

• La depredación , como la que se produce en la araña , la serpiente , el escorpión , la medusa y la avispa.
• Defensa como en la abeja , la hormiga , la termita , la abeja melífera , la avispa , la rana dardo venenosa y las plantas que producen toxinas.
  • Las toxinas que utilizan como defensa algunas especies de ranas dardo venenosas también pueden utilizarse con fines medicinales.

Algunos de los tipos de biotoxinas más conocidos incluyen:

• Cianotoxinas , producidas por cianobacterias
• Dinotoxinas , producidas por dinoflagelados
• Las necrotoxinas causan necrosis (es decir, muerte) en las células con las que entran en contacto. ^{[ 23 ]} Las necrotoxinas se propagan a través del torrente sanguíneo. En los seres humanos, la piel y los tejidos musculares son los más sensibles a las necrotoxinas. Entre los organismos que poseen necrotoxinas se incluyen:
  • La araña reclusa parda o araña "de lomo de violín"
  • La mayoría de las serpientes de cascabel y las víboras producen fosfolipasa y diversas serina proteasas similares a la tripsina .
  • víbora bufadora
  • La fascitis necrosante (causada por la bacteria Streptococcus pyogenes , que "devora la carne" ) produce una toxina que forma poros.
• Las neurotoxinas afectan principalmente al sistema nervioso de los animales. Este grupo generalmente se compone de toxinas que actúan sobre los canales iónicos, alterando su conductancia. Entre los organismos que poseen neurotoxinas se incluyen:
  • La araña viuda negra .
  • La mayoría de los escorpiones
  • La medusa caja
  • Serpientes elápidas
  • El caracol cono
  • El pulpo de anillos azules
  • Peces venenosos
  • Ranas
  • Coral Palythoa
  • Diversos tipos de algas , cianobacterias y dinoflagelados.
• Las miotoxinas son péptidos pequeños y básicos que se encuentran en los venenos de serpientes y lagartos . Provocan daño en el tejido muscular mediante un mecanismo no enzimático basado en receptores. Entre los organismos que poseen miotoxinas se incluyen:
  • serpientes de cascabel
  • lagarto mexicano de cuentas
• Las citotoxinas son tóxicas a nivel de células individuales, ya sea de forma inespecífica o solo en ciertos tipos de células vivas:
  • Ricina , procedente de las semillas de ricino.
  • Apitoxina , procedente de las abejas melíferas
  • Micotoxina T-2 , procedente de ciertos hongos tóxicos.
  • Cardiotoxina III , procedente de la cobra china.
  • Hemotoxina , procedente de víboras

El término «toxina ambiental» a veces incluye explícitamente contaminantes sintéticos ^{[ 26 ],} como contaminantes industriales y otras sustancias tóxicas de origen artificial . Dado que esto contradice la mayoría de las definiciones formales del término «toxina», es importante confirmar a qué se refiere el investigador cuando lo encuentra fuera de contextos microbiológicos.

Entre las toxinas ambientales procedentes de las cadenas alimentarias que pueden ser peligrosas para la salud humana se incluyen:

• Intoxicación paralítica por mariscos (PSP) ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}
• Intoxicación amnésica por mariscos (IAM) ^{[ 30 ] [ 31 ]}
• Intoxicación diarreica por mariscos (IDM) ^{[ 32 ] [ 33 ]}
• Intoxicación neurotóxica por mariscos (INM) ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

En general, cuando los científicos determinan la cantidad de una sustancia que puede ser peligrosa para los seres humanos, los animales y/o el medio ambiente, determinan la cantidad de la sustancia que probablemente desencadene efectos y, si es posible, establecen un nivel seguro. En Europa, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria elaboró ​​evaluaciones de riesgo para más de 4000 sustancias en más de 1600 opiniones científicas y proporciona resúmenes de acceso abierto de evaluaciones de riesgos para la salud humana, la salud animal y el medio ambiente en su base de datos OpenFoodTox ^{[ 37 ]} . ^{[ 38 ] [ 39 ]} La base de datos OpenFoodTox se puede utilizar para evaluar la toxicidad de posibles nuevos alimentos. ^{[ 40 ]}

El Programa de Información sobre Toxicología y Salud Ambiental (TEHIP) ^{[ 41 ]} de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos (NLM) mantiene un sitio web integral sobre toxicología y salud ambiental que incluye acceso a recursos relacionados con toxinas producidos por TEHIP y por otras agencias y organizaciones gubernamentales. ^{[ 42 ]} Este sitio web incluye enlaces a bases de datos, bibliografías, tutoriales y otros recursos científicos y orientados al público general. TEHIP también es responsable de la Red de Datos Toxicológicos (TOXNET), ^{[ 43 ]} un sistema integrado de bases de datos sobre toxicología y salud ambiental disponibles gratuitamente en la web.

TOXMAP es un Sistema de Información Geográfica (SIG) que forma parte de TOXNET. ^{[ 44 ]} TOXMAP utiliza mapas de los Estados Unidos para ayudar a los usuarios a explorar visualmente los datos del Inventario de Liberación de Tóxicos y los Programas de Investigación Básica Superfund de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) .

• T3DB: Base de datos de toxinas y sus dianas
• ATDB: Base de datos de toxinas animales
• Sociedad de Toxicología
• Revista de animales venenosos y toxinas, incluidas las enfermedades tropicales.
• ToxSeek: Motor de metabúsqueda en toxicología y salud ambiental.
• Sitio web sobre modelos y ecotoxicología.