TOXINOLOGIA: la ciencia de las toxinas.

Origen de la palabra veneno. Las sustancias que estimulan la función sexual masculina fueron descubiertas en los últimos años del siglo XX, pero la humanidad soñó desde la antigüedad con estimulantes del deseo sexual, drogas que fueron llamadas afrodisíacas por asociación con la diosa griega del amor, Afrodita. El nombre de esta deidad entre los romanos era Venus, por lo que las pociones mágicas para hacerse amar o para despertar en uno mismo o en los demás el deseo sexual, se llamaron venenum. Con el paso de los siglos, venenum se extendió a todas las drogas, pociones y medicamentos, pero también a las drogas capaces de causar la muerte de quien las ingiriera (tomado de: http://www.elcastellano.org).

En términos generales Tóxico es toda sustancia venenosa, mientras que toxina se podría definir como: “aquella sustancia elaborada por un ser vivo, que, además, tenga acción fuera de él, sin que sea necesaria la muerte o descomposición del ser productor para su liberación ni para su acción”. (Capó-Martí, 2007).

Toxinología es la rama de la Toxicología que estudia las sustancias elaboradas por organismos vivos para ser utilizadas en su alimentación o como sistemas de defensa. Estas sustancias pueden ser de origen vegetal, fúngicas, bacterianas, protozoarias y animal (Cifuentes, 2010).

Los tóxicos se pueden clasificar según su acción en el organismo en: neurotóxicos (sistema nervioso), neumotóxicos (sistema respiratorio), cardiotóxicos (sistema cardiaco), nefrotóxicos (sistema renal), hepatotóxicos (sistema hepático), hematotóxicos (sistema sanguíneo), dermatotóxico (piel), inmunotóxico (sistema inmunológico), genotóxico (genes), teratógenos (generan malformación), cancerígenos (generan cáncer), mutagenos (generan mutaciones).

La clasificación de los Tóxicos según su mecanismo de acción se divide en:

• Directa: de acción nociva inmediata y por sí mismas. Ej: ácido fórmico. 

• Indirecta: de acción posterior a su metabolización. Ej: venenos de serpientes. 

• Por acción enzimática: interfieren una acción fisiológica, generalmente un bloqueo de un proceso enzimático. Ej: toxinas hemolíticas. 

Para poder establecer el efecto de las toxinas, se ha definido una clasificación toxicológica según la dosis probable para el hombre así (Rodrick, 1994):

Para esta primera entrega trataremos las toxinas animales y nos enfocaremos en términos generales en toxinas de los artrópodos, quienes son los mayores causantes del accidente toxinólogo en el mundo. En general, las características de las toxinas animales se dividen en tres:

• Cualidad antigénica, consecuencia del carácter proteico. 
• Compuestos por mezclas de sustancias que facilitan la difusión orgánica del componente activo (fosfolípidos, hialuronidasas, aminas, etc.) 
• Inoculación más o menos profunda por parte de insectos, arácnidos y reptiles (subcutáneo o muscular), aunque también puede ser por ingesta a través de moluscos y peces. 

Los artrópodos de interés toxinológico son:
Clase Insecta.

• Himenópteros: abejas, abejorros, avispas, avispones, hormigas. 
• Dípteros: moscas y mosquitos. 
• Lepidópteros: orugas de mariposas. 
• Sifonápteros: pulgas. 
• Hemípteras: chinches. 
• Anopluros: piojos. 

Clase Arácnida. 

• Escorpiones. 
• Arañas.
• Garrapatas. 
• Ácaros. 
• Opilionidos. 

Clase Quilópoda: escolopendras (cien pies).
Clase Diplópoda: milpiés.

Las sustancias defensivas que utilizan los artrópodos pueden ser sintetizadas por ellos mismos o ser adquiridas por la cadena alimenticia. Dentro de este tipo de sustancias se encuentra una gran variedad de compuestos químicos que se combinan para obtener el mejor resultado. Cada grupo de animales producen sustancias específicas:

Ahora veamos más detenidamente algunos de estos grupos y sus características más importantes para la toxinología.

ARAÑAS: los arácnidos inyectan el veneno por los quelíceros, una especie de colmillos que hacen parte del aparato bucal y constituidos por dos uñas móviles y agudas, parecidas a aguijones, que se encuentran conectados a una glándula de veneno ubicada en el cefalotórax (fusión de cabeza y torax).

Las características del veneno depende de la especie; pero hay también factores ambientales que influyen en la toxicidad, por ejemplo la temperatura; en época de verano el veneno de alcaliniza transformándolo en más tóxico.

La acción del veneno de los artrópodos en general depende de:

• La profundidad de penetración de la ponzoña, 
• Resistencia de la victima a la acción tóxica, 
• La zona de inoculación, 
• La vía seguida por el veneno, y 
• La época del año. 

El veneno de los arácnidos se divide en tres categorías:

• Neurotóxicos: acción especialmente sobre el sistema neuromuscular produciendo parálisis de la presa. 
• Citotóxico: produce necrosis a nivel de células de la piel. 
• Hemolítico: generando gangrenas, muerte de células sanguíneas. 

El veneno está compuesto principalmente por Hialuronidasa, proteasas y otras enzimas, aminas biogénicas como histamina y serotonina, y algunos componentes no proteicos. Los síntomas que se pueden presentar al recibir este tipo de veneno son: dolor agudo, contracción muscular, lesión gangrenosa en zona de picadura y hemólisis. En casos graves algunas especies pueden producir artralgia (dolor en articulaciones), nauseas e incluso la muerte.

La toxicidad de algunas especies establecidas por pruebas subcutáneas en ratón (Kouznetsov, 1998.):

ALACRANES: estos escorpiónidos inyectan el veneno por el último segmento del abdomen, llamado telson, constituido por una ponzoña móvil y aguda, en la que se encuentra conectada a la glándula de veneno ubicada en la misma estructura. El veneno es netamente de acción neurotóxica, generando su acción especialmente sobre el Sistema Nervioso Central produciendo parálisis de la presa.

Está compuesto principalmente por Polipéptidos, enzimas como Lecitina e Hialuronidasa y otros compuestos no proteicos como histamina y serotonina. Los síntomas que se pueden presentar ante la picadura de un escorpión son: dolor agudo, edema local, fiebre, salivación intensa, náuseas, temblores, taquicardia, trastornos respiratorios, hipertensión y después hipotensión, parálisis de faringe y lengua. Las principales causas de muerte se deben a fallos respiratorios y cardiacos. En términos generales todos los escorpiones son venenosos, pero solo unas pocas especies son extremadamente peligrosas para el hombre.

La toxicidad de algunas especies establecidas por pruebas subcutáneas en ratón (Kouznetsov, 1998.):

CIEN PIES: estos miriápodos inyectan el veneno a través de las forcípulas o maxilípedos, que son el primer par de patas modificados como ponzoña, constituidos por dos uñas firmes, fuertes y agudas, parecidas a aguijones, en las que se encuentran conectadas a la glándula de veneno, ubicada en el mismo aparato bucal.

El veneno se divide en tres categorías:

• Neurotóxicos: acción especialmente sobre el Sistema Nervioso Central produciendo parálisis de la presa. 
• Citotóxico: produce necrosis a nivel de células de la piel. 
• Hemolítico: generando gangrenas, muerte de células sanguíneas. El veneno está compuesto principalmente por Serotonina, Acetilcolina e Histamina; enzimas como proteasas, esterasas, hialuronidasas; polipéptidos, derivados de benzokinina, lípidos, polisacáridos, proteínas y un factor cardiodepresor. 

Los síntomas que se pueden presentar ante la picadura de una Escolopendra son dolor agudo, edema local, daño muscular (necrosis), daño renal y hepático, escalofríos, fiebre, debilidad, eritema, linfangitis local, mareos. Las grandes especies tropicales (Scolopendra viridicornis, S. subspinipes y S. gigantea) son las más peligrosas para el hombre y pueden causar la muerte a niños o a individuos débiles. La toxicidad del veneno por vía intraperitoneal en ratón es de DL50 de 15μg/g, produciéndole la muerte del ratón en pocos minutos.

MILPIES: estos diplópodos exudan el veneno dérmicamente, cuando están en peligro, expelen ácido cianhídrico, que lo generan metabólicamente por la reacción entre el nitrilo del ácido hidroxifenilacético y unas enzimas que lo transforman, liberando benzaldehído y cianuro de hidrógeno. Este es el clásico ejemplo de generación de veneno por síntesis, no existe sistema de inoculación por ponzoña o aguijón, el veneno es simplemente exudado.

A pasar que se está exudando cianuro de hidrógeno, reconocido altamente tóxico, la concentración emitida no es suficiente como para generar algún efecto en el hombre. Sin embargo, si se tragaré (accidentalmente o por ignorancia) si podría producir algún efecto de consideración. El cianuro de hidrógeno inhibe la citocromooxidasa, generando una muerte por asfixia al atacante.

VENENOS DE INSECTOS.

HIMENOPTEROS: son los insectos que generan al hombre más picaduras que ningún otro grupo de animales venenosos. Los grupos de interés en Toxinología son:

• Ápidos: abejas y abejorros. 
• Véspidos: avispas y avispones. 
• Formícidos: hormigas. 

Los ápidos y véspidos inyectan el veneno por un aguijón ubicado en el último segmento del abdomen. El aguijón es el aparato ovopositor modificado, por lo tanto son las hembras las que lo poseen. Algunos formícidos también poseen aguijón pero también inyectan ácido fórmico a través de su aparato bucal.

El aparato venenoso de los ápidos y véspidos está constituido por dos o tres glándulas distintas: la glándula ácida, la alcalina y en algunas especies, la glándula de Bordas o de Kosshewnikow. El veneno se divide en tres categorías:

• Neurotóxicos: acción especialmente sobre la sinapsis ganglionarias y el Sistema Nervioso Central. Puede provocar contracciones musculares involuntarias. 
• Citotóxico: necrosis a nivel de células de la piel. Aumenta la permeabilidad de la piel. 
• Hemolítico: puede generar gangrenas, muerte de células sanguíneas. 

La toxicidad del veneno en ensayos en ratón es de: DL50 4 μg/g (dosis intraperitoneal en ratón). Los principales síntomas que se pueden presentar ante la picadura de una abeja o avispa son dolor agudo, edema local, fiebre, urticaria, respiración lenta, temblores, taquicardia, hemólisis y edema pulmonar. Las principales causas de muerte se deben a reacciones anafilácticas (aquellas personas alérgicas a su picadura).

El veneno de la abeja tiene empleo como antireumático y antiartrítico, siendo aun inciertas las posibilidades de aplicación terapéutica de sus cualidades vasodilatadoras y analgésicas. Todas estas propiedades se deben a la Apamina, compuesto que contiene en mayor proporción (Capó, 2007).

LEPIDOPTEROS: algunas especies de mariposas adultas y casi todos sus estados inmaduros acumulan alcaloides que obtienen de su alimentación herbívora en estados larvales. Algunos compuestos químicos obtenidos por esta fuente:

• Senecionina: obtenida a partir de plantas del género Senecio sp. 
• Ácido aristolócico: a partir del árbol Murraya koenigii, vulgarmente denominado árbol del curry o árbol de hojas de curry es un árbol de origen tropical e incluso subtropical de la familia de las Rutaceae. 
• Otras sustancias: Histamina y ácido cianhídrico, ácido fórmico (familia Notodontidae); ácidos 2-metilpropionico y 2-metilbutirico (familia Papilionidae). 

A nivel larvario, muchas lepidópteras cubren su cuerpo con pelos urticantes capaces de causar reacciones alérgicas y dermatitis.

Otros grupos de animales de interés toxinológico:

• Anfibios: ranas, sapos, salamandras. 
• Reptiles: serpientes. 
• Mamíferos: mofetas, ornitorrincos. •Moluscos: caracoles. 
• Celenterados: medusas. 
• Peces: pejesapo, rayas. 
• Equinodermos: erizos de mar. 

Bibliografía

• Capó, M.A. 2007. Toxinología clínica, alimentaria y ambiental. Ed. Complutence. España.
• Cifuentes, J.L. Cupul, F. G. 2010. Venenos: armas químicas de la naturaleza. Ed. Fondo de Cultura Económica. México. 
• Kouznetsov, V. 1998. Defensa química en la naturaleza. Universidad Industrial de Santander. Bucaramanga, Colombia. 
• Rodrick, J.V. Calculated risks. 1994