La veratridina es un alcaloide esteroide que se encuentra en plantas de la familia de las liliáceas, específicamente en los géneros Veratrum y Schoenocaulon . [1] Tras su absorción a través de la piel o las membranas mucosas, actúa como neurotoxina al unirse a los canales de iones de sodio dependientes de voltaje en las membranas celulares del corazón, los nervios y los músculos esqueléticos y evitar su inactivación. [2] La veratridina aumenta la excitabilidad nerviosa y las concentraciones intracelulares de Ca 2+ .
La veratridina se ha aislado de las semillas de Schoenocaulon officinale y de los rizomas de Veratrum album . Al igual que los demás alcaloides esteroidales que se encuentran en estas plantas y en otras similares de la familia Melanthiaceae , está presente como parte de una combinación glucosídica , unida a fracciones de carbohidratos. [1]
Los primeros métodos de aislamiento se basaban en la formación de la sal de nitrato y la posterior precipitación de la forma insoluble de sulfato . [3] Los relatos de estos esfuerzos se remontan a 1878, pero la primera purificación verdadera de la veratridina es la realizada en 1953 por Kupchan et al. Este, y los procedimientos de purificación posteriores, comienzan con veratrina, una mezcla de los alcaloides presentes en las plantas Veratrum , que contiene principalmente cevadina y veratridina. La sal de nitrato se forma disolviendo la veratrina en ácido sulfúrico al 1% sobre hielo y precipitando con nitrato de sodio. Después de resuspender en agua sobre hielo, la solución se lleva a pH 8,5 con NaOH acuoso y luego a pH 10 con amoníaco acuoso, formando otro precipitado que se extrae con éter y luego con cloroformo. Las fracciones de éter y cloroformo se combinan y se secan. El residuo seco se disuelve en ácido sulfúrico y la sal de sulfato de veratridina se precipita mediante la adición gota a gota de una solución de sulfato de amonio. Finalmente, la forma de base libre se genera con hidróxido de amonio. [4]
Se logra un aislamiento aún mejor de veratridina de veratrina utilizando cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) ; como la veratridina disponible comercialmente puede variar en pureza, la purificación por HPLC de veratrina es un método preferido para el aislamiento de veratridina para estudios biológicos. [3]
La veratridina es un derivado, el éster 3-veratroato , de la veracevina , que pertenece a la clase de alcaloides C-nor-D-homosteroideos. La estructura molecular y la estereoquímica de este y otros alcaloides relacionados solo se establecieron después de décadas de investigaciones químicas. [ 5] La estructura de la veratridina ha sido confirmada por espectroscopia de RMN [6] y cristalografía de rayos X. [7]
La veratridina presenta una estructura esteroide inusual . En el núcleo típico de cuatro anillos con tres anillos de seis miembros y un anillo de cinco miembros (como el del colesterol ), el anillo de cinco miembros está en el extremo. La veratridina y otros alcaloides de Veratrum tienen el anillo de cinco miembros entre el segundo y el tercer anillo de seis miembros. [1]
La veratridina tiene un pKa de 9,54. [4] Es ligeramente soluble en éter , soluble en etanol y DMSO , y libremente soluble en cloroformo . [8] La solubilidad en agua depende del pH; la forma de base libre es ligeramente soluble, pero se disuelve fácilmente en HCl 1 M. [8] Su sal de nitrato es ligeramente soluble en agua. [ 9] Su sal de sulfato es muy higroscópica . [9]
La veratridina actúa como neurotoxina al aumentar la excitabilidad nerviosa. Se une al sitio de unión 2 de los canales de sodio dependientes del voltaje (el mismo sitio al que se unen la batracotoxina , la aconitina y la grayanotoxina ), lo que provoca una activación persistente. [10] La veratridina inhibe la inactivación del canal de sodio al desplazar el umbral de activación hacia un potencial más negativo. La afluencia resultante de Na + también conduce al aumento de las concentraciones intracelulares de Ca2 + , lo que provoca la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno responsables del daño neuronal. [11]
La veratridina se absorbe fácilmente a través de la piel y las mucosas y por ingestión. Los tejidos más afectados son el corazón, los nervios y los músculos esqueléticos: [2] Los principales síntomas de toxicidad por veratridina incluyen náuseas intensas, bradicardia , hipotensión , dificultad para respirar, salivación y debilidad muscular. [12] El tratamiento implica la administración de carbón activado , atropina y benzodiazepinas (si el individuo afectado presenta convulsiones). [12]
La capacidad de la veratridina para despolarizar las células al afectar los canales de sodio le confiere su aplicabilidad como herramienta neurofarmacológica para el estudio de las propiedades eléctricas de las fibras nerviosas y musculares. [3] También se ha probado como tratamiento para la miastenia gravis , a la luz de su potencial para aumentar las respuestas musculares a la estimulación de las neuronas motoras. [12]
Además, recientemente se ha informado que este compuesto aumenta la motilidad progresiva de los espermatozoides (aunque no produce hiperactivación por sí mismo). Tiene el potencial de mejorar la fosforilación de la proteína tirosina, que tiene lugar durante la capacitación , y sus efectos se inhiben en presencia de lidocaína y tetrodotoxina .
No se ha informado de que la veratridina tenga algún efecto sobre la reacción acrosómica por sí sola, pero es capaz de bloquear la reacción acrosómica inducida por la progesterona . Además, la veratridina tiene el efecto de convertir el potencial de membrana en uno más positivo y también modifica el efecto de la progesterona sobre el [Ca 2+ ]i y el potencial de membrana del esperma.
La activación de Na v 1.8 es un punto clave en el mecanismo de acción de la veratradina y, en consecuencia, este canal de iones de sodio coordina los efectos de este compuesto. La veratradina también activa canales Nav adicionales. Estos hechos contribuyen a respaldar la importancia de estas proteínas sensibles a la veratradina en la regulación de la función del esperma maduro, como la adquisición de fertilidad del esperma humano que regula la motilidad, la capacitación y la reacción acrosómica inducida por la progesterona. [13]