stringtranslate.com

ácido domoico

El ácido domoico ( DA ) es una neurotoxina de tipo ácido kaínico que causa intoxicación amnésica por mariscos (ASP). [1] Es producido por algas y se acumula en mariscos , sardinas y anchoas . Cuando los leones marinos, nutrias, cetáceos, humanos y otros depredadores comen animales contaminados, se puede producir envenenamiento. La exposición a este compuesto afecta el cerebro, provoca convulsiones y posiblemente la muerte. [2]

Historia

Ha habido poco uso del ácido domoico a lo largo de la historia, excepto en Japón , donde se ha utilizado como antihelmíntico durante siglos. [ cita necesaria ] El ácido domoico se aisló por primera vez en 1959 de una especie de alga roja, Chondria armata , en Japón, que se conoce comúnmente como dōmoi (ド ウ モ イ) en el dialecto Tokunoshima , o hanayanagi . Los envenenamientos en la historia han sido raros o no han sido documentados; sin embargo, se cree que el aumento de las actividades humanas está provocando una frecuencia cada vez mayor de proliferación de algas nocivas a lo largo de las costas en los últimos años. En 2015, la costa del Pacífico de América del Norte se vio fuertemente afectada por una proliferación de algas, compuesta predominantemente por la diatomea pennada productora de ácido domoico, Pseudo-nitzschia . En consecuencia, se midieron niveles elevados de ácido domoico en mamíferos marinos varados, lo que provocó el cierre de playas y dañó las pesquerías de navajas, cangrejos de roca y cangrejos Dungeness. [3]

En 1961, aves marinas atacaron el área de Capitola en California y, aunque nunca se confirmó, más tarde se planteó la hipótesis de que estaban bajo la influencia del ácido domoico. [4]

En 1987, en la Isla del Príncipe Eduardo , Canadá, se produjo una intoxicación por mariscos que provocó 3 muertes. Se culpó a los mejillones azules ( Mytulis edulis ) contaminados con ácido domoico. [5]

Se ha sugerido que el ácido domoico estuvo involucrado en un incidente que tuvo lugar el 22 de junio de 2006, cuando un pelícano pardo de California atravesó el parabrisas de un automóvil en la Pacific Coast Highway . [6]

El viernes 14 de junio de 2019, un adolescente fue atacado y herido por un león marino que presuntamente estaba bajo la influencia de ácido domoico en Pismo Beach, en la costa central de California . [7]

Química

General

El ácido domoico es un análogo estructural del ácido kaínico , la prolina y el neurotransmisor excitador endógeno glutamato . [8] Ohfune y Tomita, que querían investigar su estereoquímica absoluta, fueron los primeros y únicos en sintetizar ácido domoico en 1982. [1]

Biosíntesis

En 1999, utilizando precursores marcados con 13 C y 14 C , se examinó la biosíntesis del ácido domoico en el género de diatomeas Pseudo-nitzschia . Después de la adición de [1,2-13C2]-acetato, la espectroscopía de RMN mostró un enriquecimiento de cada carbono en el ácido domoico, lo que indica la incorporación de los isótopos de carbono. Este enriquecimiento fue consistente con dos vías biosintéticas. El patrón de etiquetado determinó que el ácido domoico puede biosintetizarse mediante un intermedio isoprenoide en combinación con un intermedio del ciclo del ácido tricarboxílico (TCA). [9]

En 2018, utilizando condiciones de crecimiento que se sabe que inducen la producción de ácido domoico en multiseries de Pseudo-nitzschia , la secuenciación del transcriptoma identificó con éxito genes candidatos para la biosíntesis de ácido domoico responsables del núcleo de pirrolidina. [10] Estos genes de biosíntesis de ácido domoico, o enzimas 'Dab', se expresaron, caracterizaron y anotaron de forma heteróloga como dabA (terpeno ciclasa), dabB (proteína hipotética), dabC (dioxigenasa dependiente de α-cetoglutarato) y dabD (CYP450). .

Vía biosintética del ácido domoico simplificada, con todas las estructuras, enzimas y cofactores pertinentes enumerados como lo describen Brunson et al., en su artículo "Biosíntesis de la neurotoxina ácido domoico en una diatomea formadora de flores". [10]

La biosíntesis del ácido domoico comienza con la geranilación catalizada por DabA del ácido L-glutámico (L-Glu) con pirofosfato de geranilo (GPP) para formar ácido N-geranil -L-glutámico (L-NGG). Luego, DabD realiza tres reacciones de oxidación sucesivas en el 7′-metilo de L-NGG para producir 7′-carboxi-L-NGG, que luego es ciclado por DabC para generar el ácido isodomoico A natural. Finalmente, una isomerasa no caracterizada podría convertir ácido isodomoico A al ácido domoico. Se necesita más investigación para resolver la reacción de isomerización final para completar el camino hacia el ácido domoico.

Síntesis

Síntesis del ácido domoico descrita por Jonathan Clayden, Benjamin Read y Katherine R. Hebditch, en su artículo Química del ácido domoico, ácidos isodomoicos y sus análogos. [1]

Utilizando los intermedios 5 y 6, una reacción de Diels-Alder produjo un compuesto bicíclico (7). 7 luego se sometió a ozonólisis para abrir el anillo de seis miembros que conduce al seleniuro (8). Luego, 8 se deselena para formar 9 (E-9 y Z-9), lo que finalmente conduce a la formación de ácido (-) domoico. [1]

Mecanismo de acción

Los efectos del ácido domoico se han atribuido a varios mecanismos, pero el que preocupa es a través de los receptores de glutamato . El ácido domoico es un aminoácido excitador análogo del glutamato; un neurotransmisor en el cerebro que activa los receptores de glutamato. El ácido domoico tiene una afinidad muy fuerte por estos receptores, lo que da como resultado una excitotoxicidad iniciada por una acción integradora sobre los receptores ionotrópicos de glutamato en ambos lados de la sinapsis, junto con el efecto de bloquear el canal para evitar una rápida desensibilización. Además, existe un efecto sinérgico con los agonistas endógenos del receptor de glutamato y N-metil-D-aspartato que contribuyen a la excitotoxicidad.

En el cerebro, el ácido domoico daña especialmente el hipocampo y el núcleo amigdaloide . Daña las neuronas activando los receptores AMPA y kainato , provocando una entrada de calcio. Aunque el calcio que fluye hacia las células es normal, el aumento incontrolado de calcio hace que las células se degeneren. Debido a que el hipocampo puede resultar gravemente dañado, se produce una pérdida de memoria a corto plazo. También puede causar daño renal, incluso en niveles considerados seguros para el consumo humano, según reveló un nuevo estudio en ratones. El riñón se ve afectado a una concentración cien veces menor que la permitida por las regulaciones de la FDA . [11] [12]

Toxicología

La proliferación de algas que produce ácido domoico está asociada con el fenómeno de intoxicación amnésica por mariscos (ASP). El ácido domoico puede bioacumularse en organismos marinos como mariscos, anchoas y sardinas que se alimentan del fitoplancton que se sabe que produce esta toxina. Puede acumularse en altas concentraciones en los tejidos de estos alimentadores de plancton cuando el fitoplancton tóxico está en alta concentración en las aguas circundantes. El ácido domoico es una neurotoxina que inhibe los procesos neuroquímicos, provocando pérdida de memoria a corto plazo, daño cerebral y, en casos graves, la muerte en humanos. En los mamíferos marinos, el ácido domoico suele provocar convulsiones y temblores.

Los estudios han demostrado que no se producen efectos sintomáticos en humanos a niveles de 0,5 mg/kg de peso corporal. En el envenenamiento por ácido domoico de 1987 en la Isla del Príncipe Eduardo, se observaron concentraciones que oscilaban entre 0,31 y 1,28 mg/kg de tejido muscular en personas que enfermaron (tres de las cuales murieron). Se han calculado niveles peligrosos de ácido domoico basándose en casos como el de la isla del Príncipe Eduardo. Se desconoce la LD 50 exacta para humanos; para ratones la LD50 es 3,6 mg/kg. [5]

Una nueva investigación ha descubierto que el ácido domoico es una toxina muy estable y resistente al calor, que puede dañar los riñones en concentraciones 100 veces inferiores a las que causan efectos neurológicos. [12]

Diagnóstico y prevención

Para poder diagnosticar y tratar una intoxicación, primero se debe detectar el ácido domoico. Se pueden utilizar métodos como ELISA o el desarrollo de sondas con reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para detectar la toxina o el organismo que produce esta toxina. [13]

No se conoce ningún antídoto disponible para el ácido domoico. Por ello, si se produce una intoxicación, se aconseja acudir rápidamente a un hospital. Cocinar o congelar el tejido de pescado o marisco afectado que esté contaminado con ácido domoico no disminuye la toxicidad. [14]

Como preocupación de salud pública, la concentración de ácido domoico en mariscos y partes de mariscos en el punto de venta no debe exceder el límite permisible actual de 20 mg/kg de tejido. Además, durante el procesamiento de mariscos, es importante prestar atención a los factores ambientales. [15]

En la cultura popular

El 18 de agosto de 1961, en Capitola y Santa Cruz, California, hubo una invasión de lo que la gente describió como caóticas aves marinas. Se creía que estas aves estaban bajo la influencia del ácido domoico, e inspiró una escena en el largometraje de Alfred Hitchcock , Los pájaros . [dieciséis]

Además, se utilizó ácido domoico para envenenar a un testigo en el episodio 13 de la temporada 1 de primaria : "El equipo rojo". [17]

El ácido domoico alcanza el Campamento Kikiwaka, lo que hace que los campistas desarrollen personalidades extrañamente alteradas en el episodio 10 de la temporada 2 de la serie de televisión Bunk'd. [ cita necesaria ]

Ver también

Referencias

  1. ^ abcd Clayden J, Leer B, Hebditch KR (2005). "Química del ácido domoico, ácidos isodomoicos y sus análogos". Tetraedro . 24 (61): 5713–24. doi :10.1016/j.tet.2005.04.003.
  2. ^ "Toxicidad del ácido domoico". El Centro de Mamíferos Marinos . Consultado el 2 de abril de 2015 .
  3. ^ McCabe RM, Hickey BM, Kudela RM, Lefebvre KA, Adams NG, Bill BD, Gulland FM, Thomson RE, Cochlan WP, Trainer VL (octubre de 2016). "Una floración de algas tóxicas sin precedentes en toda la costa relacionada con condiciones anómalas del océano". Cartas de investigación geofísica . 43 (19): 10366–10376. Código Bib : 2016GeoRL..4310366M. doi :10.1002/2016GL070023. PMC 5129552 . PMID  27917011. 
  4. ^ "ÁCIDO DOMOICO: una gran preocupación para los amantes de los mariscos del estado de Washington". Departamento de Pesca y Vida Silvestre de Washington . Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013 . Consultado el 12 de abril de 2015 .
  5. ^ abc Gilbert S. "Ácido domoico". Toxipedia . Archivado desde el original el 5 de mayo de 2015 . Consultado el 15 de abril de 2015 .
  6. ^ "Posiblemente un pelícano borracho golpea el parabrisas". Noticias de la NBC . 24 de junio de 2006 . Consultado el 12 de abril de 2015 .
  7. ^ "'Era simplemente miedo total: un adolescente de California describe haber sido atacado por un león marino ". ABC Noticias . Consultado el 21 de junio de 2019 .
  8. ^ Cendes F, Andermann F, Carpenter S, Zatorre RJ, Cashman NR (enero de 1995). "Epilepsia del lóbulo temporal causada por intoxicación por ácido domoico: evidencia de excitotoxicidad mediada por el receptor de glutamato en humanos". Anales de Neurología . 37 (1): 123–6. doi :10.1002/ana.410370125. PMID  7818246. S2CID  22318425.
  9. ^ Ramsey UP, Douglas DJ, Walter JA, Wright JL (1999). "Biosíntesis de ácido domoico por la diatomea Pseudo-nitzschia multiseries". Toxinas Naturales . 6 (3–4): 137–46. doi :10.1002/(sici)1522-7189(199805/08)6:3/4<137::aid-nt28>3.0.co;2-l. PMID  10223629.
  10. ^ ab Brunson JK, McKinnie SM, Chekan JR, McCrow JP, Miles ZD, Bertrand EM, Bielinski VA, Luhavaya H, Oborník M, Smith GJ, Hutchins DA, Allen AE, Moore BS (septiembre de 2018). "Biosíntesis de la neurotoxina ácido domoico en una diatomea formadora de flores". Ciencia . 361 (6409): 1356-1358. Código Bib : 2018 Ciencia... 361.1356B. doi : 10.1126/ciencia.aau0382. PMC 6276376 . PMID  30262498. 
  11. ^ Pulido OM (mayo de 2008). "Patología toxicológica del ácido domoico: una revisión". Drogas Marinas . 6 (2): 180–219. doi : 10.3390/md20080010 . PMC 2525487 . PMID  18728725. 
  12. ^ ab Smith T. "La toxina en los mariscos causa daño renal en ratones en niveles considerados seguros para el consumo". centro médico de vanguardia . Archivado desde el original el 14 de febrero de 2019 . Consultado el 30 de abril de 2015 .
  13. ^ "Detección y Análisis de Biotoxinas Marinas". Centro de ciencias pesqueras del noroeste . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 30 de abril de 2015 .
  14. ^ "Ácido domoico: una gran preocupación para los amantes de los mariscos del estado de Washington". Departamento de Pesca y Vida Silvestre de Washington . Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013 . Consultado el 8 de abril de 2012 .
  15. ^ Kumar KP, Kumar SP, Nair GA (mayo de 2009). "Evaluación de riesgos del veneno amnésico de los mariscos, el ácido domoico, en animales y humanos". Revista de biología ambiental . 30 (3): 319–25. PMID  20120452.
  16. ^ Bargu S, Silver MW, Ohman MD, Benítez-Nelson CR, Garrison DL (2011). "Misterio detrás de los pájaros de Hitchcock". Geociencia de la naturaleza . 5 (1): 2–3. Código Bib : 2012NatGe...5....2B. doi :10.1038/ngeo1360. S2CID  128391841.
  17. ^ "Guión del episodio de Elementary s01e13 | SS". ¡Springfield! ¡Springfield! .

enlaces externos