Noticia Nº 29. Algunos venenos naturales.

Noticia Nº 29. Algunos venenos naturales.

La plantas y animales tienen en las toxinas una de sus principales armas. Los humanos las han utilizado como armas también, tradicionalmente. Pero todo veneno puede ser una medicina y toda medicina un veneno. 

En una reciente visita al magnífico Jardín Botánico de Atlanta (USA), quizá uno de los lugares mas bellos de la ciudad y obligada visita si te gustan las plantas y pasas por aquí (y, francamente, uno de los pocos sitios que visitar en la zona urbana de Atlanta, que es bastante pequeña) he podido disfrutar de una exposición de ranas de sudamérica y asia, con hábitats cuidadosamente creados para ellas.

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Entrada al jardín japonés del Jardin Botánico de Atlanta. Uno de mis sitios preferidos de la ciudad, con una preciosa colección de endemismos de la flora nipona que viven a sus anchas en el suave y húmedo clima sureño.

En los paraísos en miniatura donde las pequeñas ranitas viven con las plantas, clima y humedad perfectos, miniestanques para nadar y cientos de insectos para comer, viven decenas de ellas y, sin duda, las ranas mas bellas del conjunto son las ranas dardo venenosas. Por ejemplo, la Dendrobates auratus o rana dardo verdinegra:

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Esta ranita es común en el suelo de los bosques húmedos de Colombia y Brasil, donde busca los insectos, en especial algunos tipos de escarabajo y hormigas, de los que se alimenta. Pero sin duda mi favorita es la bella rana dardo azul (Dendrobates tinctorius), con su característica coloración azul metálica y sus manchas:

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Estas ranas no necesitan camuflarse. Al contrario, prefieren que se las vea fácilmente, advirtiendo con sus vistosos colores a sus potenciales depredadores de que si las comen se van a encontrar con una desagradable (y mortal) sorpresa: su piel contiene una mezcla de toxinas sumamente potentes. Estas toxinas contienen una gran proporción de un conjunto de moléculas de la familia de las batracotoxinas, pseudoalcaloides de estructura terpénica. Se denominan alcaloides (un término introducido a principios del siglo XIX por el químico Wilhelm Meissner) a moléculas naturales que contienen nitrógeno heterocíclico,  debido al pH elevado que muchos de ellos producen al disolverse  y a que pueden formar sales con ácidos (clorhidratos, sulfatos, carbonatos…). En este caso hablamos de pseudoalcaloide debido a que su estructura es terpénica, es decir, es un pariente de moléculas como el colesterol, esteroles vegetales o las resinas de coníferas.

Las batracotoxinas son los alcaloides mas venenosos que podemos encontrar en la Naturaleza. La homobatracotoxina es aproximadamente 250 veces mas mortal que la mucho mas famosa estricnina, resultando letal para humanos cantidades en torno a 0.1 miligramos. La intoxicación puede producirse por simple contacto con la piel del animal, si la toxina penetra la piel a través de cualquier roce o pequeña herida. Entonces se producen una serie de síntomas que van desde debilidad, mareo, dificultad para respirar, sensación de entumecimiento y debilidad en las manos y los pies, hasta arritmia, convulsiones, parálisis y muerte. La mala noticia es que la intoxicación con una dosis mortal de batracotoxina no tiene tratamiento ni existe antídoto, por lo que es una molécula sumamente peligrosa.

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Batracotoxina A, la molécula mas sencilla de la serie.

La batracotoxina es un neurotóxico: se une a los canales de sodio en las neuronas, manteniendolos abiertos e impidiendo la despolarización, un proceso necesario para la transmisión nerviosa y la acción de los músculos, que quedan paralizados. La formación de ésteres en el 20-hidroxilo (el OH mas a la derecha de la molécula), da lugar a la familia de las batracotoxinas, de las cuales la mas común y tóxica es la homobatracotoxina, éster de la batracotoxina A y el ácido 2,4-dimetil-pirrol-3-carboxílico:

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Homobatracotoxina. El término batracotoxina proviene de la palabra griega batrakos, de la que deriva, en español, “batracio”.

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La esterificación convierte un OH libre en un éster, lo que disminuye la polaridad y mejora la liposolubilidad de la molécula, mejorando su transporte y acumulación en vesículas venenosas y mejorando su acción tóxica al penetrar en las membranas celulares con mas facilidad. La gran toxicidad de éstos compuestos y de los animales que los utilizan ha sido una de las armas de los pueblos autóctonos de los bosques del norte de Sudamérica, impregnando dardos y puntas de flecha en la toxina segregada por la piel de una de éstas ranas. Estos dardos envenenados resultaban muy útiles para cazar animales o defenderse de sus enemigos, de ahí el nombre de “rana dardo”.

Pero, si estáis pensando en criar ranas dardo azules con fines criminales, tengo que deciros que no funcionará: Uno de los aspectos mas fascinantes de las ranas venenosas es que no son capaces de sintetizar la batracotoxina. Resultaba curioso que las ranas dardo criadas en cautividad, con una dieta controlada, no eran tóxicas. Esto evidenciaba que el veneno debía provenir de otra fuente y no de la propia rana. Aunque se sabía que la rana era venenosa no por sí misma, sino que incorporaba el veneno de su entorno, se tardaron muchos años en descubrir el origen, debido a las dificultades para la investigación en el campo en lugares como Colombia. Ahora se sabe que el veneno proviene de los insectos de los que se alimenta, sobre todo escarabajos de la familia MelyridaeLos escarabajos melíridos son menos comunes en Europa, pero en América hay muchas mas especies y muchos de ellos son muy venenosos. La rana devora los escarabajos y acumula el veneno en glándulas en su piel. Esto es posible debido a que la batracotoxina tiene un comportamiento similar al colesterol (es liposoluble) y, del mismo modo que nosotros transportamos y acumulamos colesterol ingerido, la rana dardo transporta y acumula el veneno en un prodigio bioquímico de adaptación. No sólo la batracotoxina, sino otras toxinas de comportamiento similar procedentes de otros insectos de los que se alimenta se acumulan en sus glándulas venenosas, generando un poderoso cóctel neurotóxico. ¿como ha conseguido el sistema nervioso de la rana ser inmune a la toxina?. No lo se.  Pero si se sabe que si queréis usar ranas dardo con fines malignos, deberéis darlas de comer abundantes escarabajos melíridos y otros insectos venenosos. Sin los escarabajos, la rana está indefensa y vosotros a salvo.

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Pequeño pero matón..

Pero no termina ahí el prodigio bioquímico. La batracotoxina  tiene una estructura similar a algunos triterpenos de plantas. El escarabajo toma los fitoterpenos (como el sitosterol, análogos vegetales del colesterol) de las plantas de las que se alimenta, que luego son transformados bioquímicamente en la toxina, posiblemente por un organismo simbionte (bacteria?) que convive con el escarabajo en su organismo, y acumulados en vesículas de las que libera el veneno en momentos de estrés. Es decir, en el veneno de la ranita hay implicada toda una cadena de organismos que comienza con las plantas de las que se alimenta el escarabajo y que no es mas que un reflejo de la importancia de las interrelaciones en un ecosistema. Pero estas sustancias no solo pueden usarse como veneno. La batracotoxina ha sido un aliado en la investigación biomédica y muchas toxinas de éste tipo tienen uso farmacológico.

Otro importante veneno que podía encontrarse en el Jardín Botánico es el curare. El curare, muy famoso veneno utilizado por diversos pueblos de la selva amazónica, no se corresponde a una sustancia u origen concreto, sino que era una mezcla de diversas plantas venenosas, preparadas según recetas tradicionales. Uno de esos componentes es la humilde planta trepadora tóxica Chondrodendron tomentosum:

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 La corteza y raiz de esta planta contiene un poderoso alcaloide, la tubocurarina, empleada para preparar el tubocurare, uno de los tipos de curare empleados tradicionalmente en el envenenamiento de flechas y dardos.

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El alcaloide tubocurarina

En este caso, a diferencia de la batracotoxina, la tubocurarina es un alcaloide verdadero: su estructura no es terpénica y contiene nitrógenos heterocíclicos. Este alcaloide es un poderoso veneno, bastando unos pocos miligramos para causar la muerte. Es un neurotóxico que ataca a la unión neuromuscular, bloqueando el receptor de acetilcolina en la membrana postsináptica, e impidiendo que la señal nerviosa llegue a los músculos. Es un veneno muy rápido, que produce la muerte en pocos minutos debido a la parálisis del diafragma y la relajación extrema de la musculatura esquelética del torax, garganta y tracto respiratorio, lo que imposibilita la respiración, provocando la muerte por asfixia.

Sin embargo, el tubocurare no solo puede ser un arma. Además de haber ayudado a los científicos a conocer el funcionamiento a nivel molecular del sistema nervioso, también tiene aplicación terapéutica, habiéndose utilizado en anestesia quirúrgica como adyuvante del anestésico, para incrementar la relajación de la musculatura esquelética y disminuir la dosis de anestésico, lo que conlleva una mejor recuperación del paciente. Así que, seguramente, muchas personas que han sufrido una cirugía o anestesia general, han recibido una pequeña dosis de curare obtenido de una planta del Amazonas. Para mi ésto es Medicina Natural también, ¿no?.

Para saber mas:

Dumbacher et al., 2004, PNAS:  http://www.pnas.org/content/101/45/15857.short

Batrachotoxin: Chemistry and Pharmacology. E. X. Albuquerque, J. W. Daly and B. Witkop
Science, New Series, Vol. 172, No. 3987 (Jun. 4, 1971), pp. 995-1002
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