Gonyautoxina

Gonyautoxina
Nombre IUPAC
	[(3aS,4R,9R,10aS)-2,6-diamino-10,10-dihidroxi-9-sulfooxi-3a,4,8,9-tetrahidro-3H-pirrolo[1,2-c]purin-4-il]metil carbamato
General
Fórmula molecular	C10H17N7O8S
Identificadores
Número CAS	60508-89-6
ChEBI	80769
ChemSpider	9767779
PubChem	11593018
UNII	YU77Z3NY6Z
	SMILES C1C(C(C23N1C(=NC(C2NC(=N3)N)COC(=O)N)N)(O)O)OS(=O)(=O)O
Propiedades físicas
Masa molar	39 535 g/mol
	Valores en el SI y en condiciones estándar; (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
	[editar datos en Wikidata]

Las gonyautoxinas (GTX) son algunas moléculas tóxicas similares que son producidas naturalmente por algas. Son parte del grupo de saxitoxinas, un gran grupo de neurotoxinas junto con una molécula que también se conoce como saxitoxina (STX), neosaxitoxina (NSTX) y descarbamoiloxitoxina (DCSTX). Actualmente se asignan ocho moléculas al grupo de gonyautoxinas, conocido como gonyautoxina 1 (GTX-1) a Gonyautoxina 8 (GTX-8). La ingestión de gonyautoxinas a través del consumo de moluscos contaminados por algas tóxicas puede causar una enfermedad humana llamada envenenamiento paralítico de mariscos (PSP).

Fuentes naturales

Las gonyautoxinas son producidas naturalmente por varias especies de dinoflagelatos marinos (Alexandrium sp., Gonyaulax sp., Protogonyaulax sp.).^[2]^[3] El envenenamiento paralítico de mariscos causado por estas toxinas está conectado con las floraciones de dinoflagelato conocidas como mareas rojas, aunque la coloración del agua no es una necesidad. La concentración de umbral de los organismos que son capaces de producir toxinas es más baja que la concentración más baja visualmente detectable.^[4] Posteriormente, las toxinas son consumidas por mariscos y se produce bioacumulación.

Estructura

Como parte del grupo de saxitóxinas, las gonyautoxinas tienen su estructura basada en el esqueleto 2,6-diamino-4-metil-pirollo [1,2-C] -purin-10-Ol (también conocido como el esqueleto de saxitoxina-gonyautoxina ).^[3] Las diferentes moléculas solo difieren entre sí por sus sustituyentes, algunos de ellos solo por un mero estereoisomerismo como GTX-2 y GTX-3.^[3]^[5] Los gonyautoxinas son detectables por medio de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), que se ha probado en ratones.^[6] En 2009 se desarrolló un anticuerpo monoclonal para detectar gonyautoxina 2 o 3 en productos acuáticos. El límite de detección se mide para ser inferior a 0,74 microgramos por mililitro.^[7]

Síntesis

Mientras que las gonyautoxinas están disponibles naturalmente, un procedimiento de síntesis de algunos de ellos también se conoce. La gonyautoxina 2 puede sintetizarse del éster metílico L-serina, a través de gonyautoxina 3. En este proceso, en primer lugar, el éster metílico L-serina se trata con aldehído, de modo que puede reaccionar para cerrar la estructura del anillo. El alilo formado se desprotege mediante la adición de [[SO₃CH₂CCl₃]].^[8] Posteriormente se continua una reacción de aminación catalizada por RH con la guanidina, formando el marco tricíclico de GTX-3. Los intermediarios relativamente inestables de varias reacciones en este proceso se modifican usando grupos protectores. La remoción de estos grupos da 11β-hydrosaxitoxina como producto, el cual será entonces sulfatado en el C 11 alcohol. GTX-2 se forma incubando el producto en una solución acuosa a pH 8, para que la epimerización en C11 aún se produzca.^[8]

Envenenamiento y enfermedad

Toxicología

Como todas las saxitoxinas, las gonyautoxinas son neurotoxinas y causan una enfermedad conocida como envenenamiento paralítico de mariscos (PSP).^[4] Para los humanos, una dosis de 1-4 mg de estas toxinas ya es letal. Los mariscos pueden contener más de 10 microgramos de gonyautoxina por 100 gramos de peso, lo que implica que el consumo de unos pocos mejillones ya puede ser fatal para los humanos. Cada año se informan aproximadamente 2000 casos de PSP, de los cuales aproximadamente el 15% terminan siendo mortales.^[9]

Mecanismo de acción

Como neurotoxinas, las gonyautoxinas influyen en el sistema nervioso. Pueden unirse con la alta afinidad en el sitio 1 de la subunidad α de los canales de sodio dependientes de voltaje en la membrana postsináptica. Estos canales son responsables de iniciar los potenciales de acción, después de la sinapsis. La unión de las toxinas PSP evita la generación y la propagación de estos potenciales y, por lo tanto, bloquea la función sináptica.^[10]

Síntomas

Los síntomas son los síntomas típicos de una toxicacion de mariscos. Comienza con hormigueo en la cara, que luego se extenderá a todo el cuerpo. Esto será seguido por adormecimiento y dolores de cabeza. En casos extremos, también existe la posibilidad de que se presenten vértigos. Con el tiempo, aumenta la frecuencia cardiaca y se produce dolor muscular. Además, es posible que se produzcan ceguera y trastornos de la visión.^[2] La muerte es más probable que ocurra dentro de las primeras doce horas, causada por la parálisis del tracto respiratorio. La mayoría de los pacientes que logran mantenerse vivos este lapso de tiempo, sobrevivirán a la intoxicación.^[2]

Desintoxicación

La biotransformación en el cuerpo humano se produce como una desintoxicación de primera fase mediante la oxidación de la molécula gonyautoxina. Los productos formados son otras formas oxidadas de gonyautoxinas. En la segunda etapa de desintoxicación de la fase, se produce una glucuronidación que produce glucuronico-GTX, que tiene una mayor hidrofilicidad en comparación con el GTX y, por lo tanto, puede excretarse más fácilmente.^[10]

Tratamiento

Dado que aún no se ha encontrado antitoxina, el tratamiento de primera línea consiste en tratar los síntomas para un envenenamiento paralítico de mariscos. Aparte de una posible respiración artificial, el tratamiento con carbón también es una opción porque es probable que las toxinas de los mariscos sean absorbidas por esta sustancia.^[2] Potencialmente el tratamiento fuertemente discutido con neostigmina, efedrina o anfetamina también puede ser útil.^[2]

Otros usos

Los gonyautoxinas se pueden usar como tratamiento contra las fisuras anales agudas o crónicas. Las toxinas ayudan al músculo a relajarse y, por lo tanto, eliminan el dolor. En un estudio, los sangrados de los pacientes envenenados se detuvieron dentro de las 48 horas. Esto es gracias a una parálisis temporal en el área de inyección, que parece durar más de una semana.^[11]

Referencias

↑ Número CAS
↑ ^a ^b ^c ^d ^e Habermehl, G. (2013). Gift-Tiere und ihre Waffen: Eine Einführung für Biologen, Chemiker und Mediziner Ein Leitfaden für Touristen.
↑ ^a ^b ^c The Human Metabolome Database
↑ ^a ^b Christophersen, C. (24 de mayo de 1986). «Marine Alkaloids». The Alkaloids: Chemistry and Pharmacology 24.
↑ Toronto Research Chemicals website
↑ Ledochowski, M. (2010). Klinische Ernährungsmedizin.
↑ Tang, Y.; Wang, H.; Xiang, J.; Chen, Y.; He, W.; Deng, N.; Yang, H. (2009). «A sensitive immunosorbent bio-barcode assay combining PCR with icELISA for detection of gonyautoxin 2/3». Analytica Chimica Acta 657: 210-214. doi:10.1016/j.aca.2009.10.045.
↑ ^a ^b Mulcahy, V. M.; Du Bois, J. (2008). A Stereoselective Synthesis of ( )-Gonyautoxin 3.
↑ Van Dolah, F. M. (2000). «Marine algal toxins: origins, health effects, and their increased occurrence». Environmental Health Perspectives 108: 133-141. PMC 1637787. PMID 10698729. doi:10.1289/ehp.00108s1133.
↑ ^a ^b Andrinolo, D.; Michea, L. F.; Lagos, N. (1999). «Toxic effects, pharmacokinetics and clearance of saxitoxin, a component of paralytic shellfish poison (PSP), in cats». Toxicon 37: 447-464. doi:10.1016/s0041-0101(98)00173-1. hdl:10533/197637.
↑ Garrido, R.; Lagos, N.; Lattes, K.; Abedrapo, M.; Bocic, G.; Cuneo, A.; Chiong, H.; Jensen, C.; Azolas, R.; Henriquez, A.; Garcia, C. (2005). «Gonyautoxin: new treatment for healing acute and chronic anal fissures». Diseases of the Colon and Rectum 48: 335-340. doi:10.1007/s10350-004-0893-4.

Véase también

Envenenamiento paralítico de mariscos
Potencial de acción
Floración de algas nocivas
Saxitoxina

[1] Número CAS

[gift-tiere-2] Habermehl, G. (2013). Gift-Tiere und ihre Waffen: Eine Einführung für Biologen, Chemiker und Mediziner Ein Leitfaden für Touristen.

[THMD-3] The Human Metabolome Database

[alkaloids-4] Christophersen, C. (24 de mayo de 1986). «Marine Alkaloids». The Alkaloids: Chemistry and Pharmacology 24.

[TRC-5] Toronto Research Chemicals website

[ernahrung-6] Ledochowski, M. (2010). Klinische Ernährungsmedizin.

[icelesa-7] Tang, Y.; Wang, H.; Xiang, J.; Chen, Y.; He, W.; Deng, N.; Yang, H. (2009). «A sensitive immunosorbent bio-barcode assay combining PCR with icELISA for detection of gonyautoxin 2/3». Analytica Chimica Acta 657: 210-214. doi:10.1016/j.aca.2009.10.045.

[synth-8] Mulcahy, V. M.; Du Bois, J. (2008). A Stereoselective Synthesis of ( )-Gonyautoxin 3.

[algal-9] Van Dolah, F. M. (2000). «Marine algal toxins: origins, health effects, and their increased occurrence». Environmental Health Perspectives 108: 133-141. PMC 1637787. PMID 10698729. doi:10.1289/ehp.00108s1133.

[saxitoxin-10] Andrinolo, D.; Michea, L. F.; Lagos, N. (1999). «Toxic effects, pharmacokinetics and clearance of saxitoxin, a component of paralytic shellfish poison (PSP), in cats». Toxicon 37: 447-464. doi:10.1016/s0041-0101(98)00173-1. hdl:10533/197637.

[fissure-11] Garrido, R.; Lagos, N.; Lattes, K.; Abedrapo, M.; Bocic, G.; Cuneo, A.; Chiong, H.; Jensen, C.; Azolas, R.; Henriquez, A.; Garcia, C. (2005). «Gonyautoxin: new treatment for healing acute and chronic anal fissures». Diseases of the Colon and Rectum 48: 335-340. doi:10.1007/s10350-004-0893-4.

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