Miotoxina
Introducción
| Miotoxina | ||
|---|---|---|
 Estructura de crotamina, una toxina del veneno de Crotalus durissus terrificus que afecta el canal Na+.[1] | ||
| Identificadores | ||
| Símbolo | Miotoxinas | |
| Pfam | PF00819 | |
| InterPro | IPR000881 | |
| PROSITE | PDOC00435 | |
| SCOP | 1h5o | |
Miotoxinas son pequeños péptidos encontrados en el veneno de determinadas serpientes como en el de las serpientes de cascabel.[2][3] Se trata de un mecanismo no-enzimático que conduce a severa necrosis muscular. Estos péptidos actúan muy rápidamente, causando parálisis instantáneo para evitar que se escape la presa y finalmente lleva a la muerte debido al parálisis diafragmático.
La primera miotoxina identificada y aislada era crotamina — del veneno de C. d. terrificus, una serpiente de cascabel tropical — que fue descubierta por el científico Brasilero José Gonçalves Moura en la década de 1950. Las acciones biológicas de la toxina, su estructura molecular y el gen responsable de su síntesis fueron descubiertas en las últimas dos décadas.
Mecanismo de toxicidad
Su mecanismo de toxicidad es un mecanismo no-enzimático que conduce a una necrosis muscular aguda, causando parálisis y, finalmente, la muerte como consecuencia de una isquemia.
Se ha postulado que estas toxinas actúan sobre la membrana de células musculares, aunque el lugar exacto de unión es desconocido. Algunos datos estructurales y farmacológicos sugieren la presencia en la miotoxina de un dominio para el daño de la membrana, probablemente formado por la combinación de residuos básicos e hidrofóbicos. 4.También refieren que la miotoxina de B. asper afecta la integridad de la membrana plasmática, ya que induce un rápido incremento en el plasma de los niveles de creatina kinasa, y produce además una elevación de la concentración de calcio citosólico. Sin embargo, el mecanismo que conduce a la pérdida del control de la regulación del ion calcio es un aspecto aún desconocido. 6. También se cree que las miotoxinas pueden actuar modificando los canales de sodio voltaje-dependientes.
Metabolismo
La toxina libre, no unida a la membrana plasmática, se elimina mediante opsonización vía sistema retículo-endotelial (principalmente en riñón e hígado) o se degrada a través de las proteasas de los lisosomas.
Efectos
Las miotoxinas causan necrosis muscular aguda, conduciendo a una parálisis y finalmente la muerte debido a la parálisis del diafragma. Se sugiere que las lesiones musculares se originan a consecuencia de la isquemia local resultante de la acción hemorrágica.
Síntomas
Las mordeduras de vipéridos, a nivel local, producen dolor local,inflamación, edema, descoloración de la piel y equimosis (cardenales). A nivel sistémico, como se ha mencionado antes, provocan una parálisis que puede desembocar en la muerte.
Clasificación
Las miotoxinas de serpientes se han clasificado de acuerdo con sus propiedades bioquímicas y toxicológicas en:
1. Cardiotoxinas de venenos de elápidos. 5
2.Toxinas básicas y de bajo peso molecular (42-45 aminoácidos) denominadas miotoxinas pequeñas. 5
3. Toxinas hemorrágicas que inducen daño muscular de forma indirecta, posiblemente asociado a fenómenos de isquemia. 5
4. PLA2 neurotóxicas que son también miotóxicas.
5. Miotoxinas no neurotóxicas con estructura de PLA2. 5
1. Cardiotoxinas de venenos de elápidos
Las cardiotoxinas son un grupo de polipéptidos básicos presentes en algunos venenos de elapídeos. 7.
Estas toxinas inducen una gran variedad de efectos farmacológicos, tales como hemólisis directa y contracción del músculo esquelético; además, poseen efectos cardiotóxicos y citotóxicos. 8.
Bioquímicamente, las cardiotoxinas presentan cierta similitud con las neurotoxinas de acción post-sináptica aisladas de venenos elapídeos. Sin embargo, las cardiotoxinas contienen una mayor cantidad de lisinas y de aminoácidos hidrofóbicos.7.
Diversos estudios bioquímicos señalan que las cardiotoxinas actúan a nivel de membranas. Se ha propuesto que inicialmente estas toxinas se unen a las membranas mediante fuerzas electrostáticas no covalentes; posteriormente, la porción hidrofóbica de la toxina penetra la matriz lipídica de la membrana y esto trae como consecuencia la pérdida de la organización macromolecular de la membrana.7.
Si se acepta que las cardiotoxinas son capaces de alterar estructural y funcionalmente las membranas debido a la interacción de una porción hidrofóbica de la toxina con la matriz lipídica de las membranas biológicas, entonces es posible explicar las consecuencias patológicas de esta interacción en las células del músculo esquelético. Al perder la membrana la capacidad para regular la permeabilidad de iones y macromoléculas se daría un influjo de calcio que activaría una serie de mecanismos degradativos.
Las cardiotoxinas son polipéptidos básicos capaces de desorganizar la estructura de las membranas, siendo su acción miotóxica una consecuencia de la alteración drástica que las mismas inducen en el sarcolema del músculo esquelético. 3.
2.Toxinas básicas y de bajo peso molecular (miotoxinas pequeñas)
Grupo formado por proteínas básicas compuestas de 42 a 45 residuos de aminoácidos. Ejemplos de estas proteínas son la crotamina de Crotalus durissus terrzficus y la miotoxina a de Crotalus v. viridis. 9.
Las miotoxinas básicas de bajo peso molecular crotamina y miotoxina a actúan específicamente en los canales de sodio del sarcolema, induciendo un influjo de sodio que trae como consecuencia despolarización y contracción muscular y vacuolización del retículo sarcoplásmico. 3.
3. Toxinas hemorrágicas
Las toxinas hemorrágicas presentes en los venenos de serpiente de la familia Viperidae son metaloproteinasas que contienen zinc, capaces de inducir un rápido sangrado local. Las enzimas de alto peso molecular se clasifican como metaloproteinasas con dominios tipo desintegrina y ricas en cisteína. Estas enzimas tienen una potente actividad proteolítica sobre las proteínas de la matriz extracelular.
Estudios recientes han demostrado que, además de ser hemorrágicas, son capaces de inducir necrosis del músculo esquelético.
No se han efectuado estudios para esclarecer el mecanismo de acción de estas toxinas en el músculo esquelético; sin embargo, Gleason el al. (1983) sugirieron que las lesiones musculares se originan a consecuencia de la isquemia local resultante de la acción hemorrágica. Es necesario efectuar más estudios morfológicos y bioquímicos para demostrar si efectivamente las toxinas hemorrágicas son capaces de inducir miotoxicidad como efecto secundario a la isquemia tisular.
Dos componentes hemorrágicos (toxina hemorrágica b y viriditoxina) poseen actividad miotóxica, habiéndose sugerido que este efecto es una consecuencia de la isquemia tisular resultante de la acción hemorrágica de estos componentes. 3.
4.Miotoxinas PLA2 neurotóxicas
La PLA2 cataliza la hidrólisis dependiente de calcio del enlace éster 2-acil, produciendo ácidos grasos libres y lisofosfolípidos. Las PLA2 se distribuyen en los venenos de elápidos, vipéridos, crotálidos, serpientes de mar y diversas culebras.2
Los venenos de elápidos contienen múltiples toxinas que presentan la capacidad de actuar sobre la unión neuromuscular. Algunas de estas son PLA2 que interfieren presinápticamente con la liberación de acetilcolina, constituyendo las toxinas más letales de estos venenos. Dichas PLA2s también ejercen una potente acción miotóxica, por lo que estos envenenamientos combinan la neurotoxicidad presináptica con la miotoxicidad (Hams y Cullen, 1990). En los vipéridos también pueden encontrarse algunas PLA2s miotóxicas con alta neurotoxicidad, tales como la crotoxina del veneno de Crotalus durissus terrificus (Gutiérrez y Lomonte, 2003).
5. Miotoxinas PLA2 no neurotóxicas
Las PLA2s de grupo II miotóxicas encontradas en el veneno de serpientes de la familia Viperidae se pueden clasificar en dos subgrupos principales: unas con un residuo de aspartato en la posición 49 (Asp49) y otras en las que este residuo ha sido sustituído por una lisina (Lys49) (Maraganore et al., 1984; Yoshizumi et al., 1990; Liu et al., 1990; Francis et al., 1991). Sin embargo, algunas toxinas no pueden ser clasificadas en ninguno de estos subgrupos como la amrnodytina L y la ecarpholina S, dos PLA2s que presentan serina en la posición 49 (Ser49), aisladas de los venenos de Vipera ammodytes (Krizaj et al., 1991) y de Echis carinatus sochureki (Polgár et al., 1996), respectivamente; y una PLA2 cuya posición 49 es ocupada por glutamina (Gln49), del veneno de Agkzstrodon blomhoffii ussurensis (Bao et al., 2005).
Estas toxinas juegan un papel preponderante en el daño muscular inducido por sus venenos (Gutiérrez y Lomonte, 1997). La caracterización bioquímica de estas miotoxinas ha demostrado que todas ellas presentan gran similitud en términos de masa molecular, puntos isoeléctricos y composición de aminoácidos (Mebs y Samejima, 1986; Lomonte y Gutiérrez, 1989). Sin embargo, se han encontrado considerables variaciones inter e intraespecíficas de su estructura primaria que podrían dar claves relevantes para delinear los determinantes estructurales de su toxicidad (Selistre et al., 1996a; Ward et al., 1998).
Referencias
- ↑ Nicastro G, Franzoni L, de Chiara C, Mancin AC, Giglio JR, Spisni A (mayo de 2003). «Solution structure of crotamine, a Na+ channel affecting toxin from Crotalus durissus terrificus venom». Eur. J. Biochem. 270 (9): 1969-79. PMID 12709056.
- ↑ Griffin PR, Aird SD (1990). «A new small myotoxin from the venom of the prairie rattlesnake (Crotalus viridis viridis)». FEBS Lett. 274 (1): 43-47. PMID 2253781.
- ↑ Samejima Y, Aoki Y, Mebs D (1991). «Amino acid sequence of a myotoxin from venom of the eastern diamondback rattlesnake (Crotalus adamanteus)». Toxicon 29 (4): 461-468. PMID 1862521.
Enlaces externos
- Esta obra contiene una traducción derivada de «Myotoxin» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.