Venenos. De causar mutaciones a un fármaco.

Los venenos son compuestos bioactivos formados por mezclas que contienen sales, pequeñas moléculas, proteínas y péptidos, comúnmente denominados toxinas. Los venenos son sustancias con capacidad de producir alteraciones funcionales en el organismo llegando incluso a la muerte. En este post hablaremos sobre como han llegado los animales a producir estas sustancias, y por qué se han convertido en una estrategia evolutiva tan eficaz. Además, veremos la importancia de algunos animales venenosos en el ecosistema y cómo nos hemos aprovechado de estas sustancias peligrosas para crear fármacos.

Evolución de los venenos.

Los venenos parecen constituir una estrategia evolutiva eficaz, ya que sustancias similares se encuentran en diferentes grupos de seres de vivos, como plantas, hongos y animales. Encontramos representantes venenosos en todos los grupos de vertebrados, es decir, en los mamíferos, aves, anfibios, peces y especialmente en los reptiles. También existen invertebrados venenosos, como los cnidarios (medusas), anélidos (algunos tipos de lombrices), equinodermos (ciertos erizos de mar) y moluscos (algunos pulpos y caracoles). Los artrópodos, como los insectos y arácnidos, también son conocidos por tener representantes venenosos.

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El ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus) es de los pocos mamíferos venenosos. Presenta un espolón en las patas posteriores, comunicado con una glándula venenosa. Está presente en las especies jóvenes, pero en la hembras se atrofia en la edad adulta. Los machos lo utilizan principalmente para defenderse de depredadores.

La teoría más consensuada por la ciencia sobre la aparición de los venenos son las mutaciones. Las mutaciones son modificaciones moleculares de las propias sustancias corporales que poseen una actividad necesaria para el control de ciertos procesos biológicos. Así, si se produce un error durante el proceso de meiosis o mitosis de un gen que codifica para una determinada hormona, ésta puede convertirse en una sustancia más potente que la hormona original, lo que la haría tóxica. Esta modificación constituye una ventaja evolutiva que puede facilitar la caza de presas o la defensa frente a los depredadores. De esta manera, los individuos que presentaran esta modificación la pasarían a la descendencia hasta que se estableciese en la mayoría de los individuos de la población.

Tipos de venenos.

En este post nos centraremos en los venenos animales. Los venenos se dividen en tres principales grupos dependiendo de la parte del cuerpo a la que afecten:

  • Venenos neurotóxicos: Actúan sobre el sistema nervioso y el cerebro. Son capaces de inhibir la comunicación entre neuronas al impedir el correcto control de las concentraciones de iones a través de la membrana celular. Gracias a variaciones en estas concentraciones, se transmiten los impulsos nerviosos. Por ello si se descontrolan las concentraciones de iones, el impulso nervioso se detiene. Esto acaba provocando parálisis muscular y, en casos extremos, la muerte por asfixia, ya que los mecanismos nerviosos que regulan la respiración se encuentran inhibidos. También puede producir el efecto contrario, es decir, que estimule el impulso nervioso hasta provocar una contracción constante o espasmos, que puede acabar derivando en muerte por asfixia.
  • Venenos hemotóxicos: Actúan sobre el corazón y el sistema cardiovascular. Contienen enzimas que provocan la coagulación de la sangre. Esta coagulación acaba generando trombos que pueden llegar a paralizar el torrente sanguíneo en algunas zonas o causar la muerte si llega al corazón. Otros efectos pueden ser la aparición de arritmias, pudiendo llegar a causar un paro cardíaco. Este tipo de veneno es el que poseen la mayor parte de las víboras.
  • Venenos citotóxicos: Los efectos nocivos de este veneno están localizados en la zona de la mordedura. Son los más llamativos ya que provocan efectos tales como inflamación, ampollas, hemorragias graves, pérdida de tejido, necrosis e incluso amputaciones espontaneas. Los efectos más peligrosos de la picadura se manifiestan uno o dos días después, como insuficiencia renal o trombos.

Composición de los venenos

Es importante tener en cuenta que, a diferencia de los venenos vegetales, los venenos animales son cócteles de diferentes sustancias. Están compuestos por un conjunto de péptidos, proteínas y enzimas, que pueden causar diversos efectos, aunque suele predominar uno de ellos.

Además, hay que tener en cuenta una posible respuesta alérgica al veneno. Nuestro cuerpo en respuesta a estas sustancias segrega histaminas, que permeabilizan los vasos sanguíneos y producen la extravasación de la sangre a los tejidos. Esto puede llevar a un shock anafiláctico que puede provocar la inflamación del tracto respiratorio provocando asfixia.  

Serpiente de cascabel (Crotalus spp.). Es un tipo de víbora que  ha desarrollado un conjunto de anillos huecos hechos a base de queratina que chocan entre sí con el movimiento, generando su característico sonido. Con cada muda de piel, se añade un nuevo segmento a su cola, lo cual permite calcular su edad. Como la mayoría de víboras, su veneno contiene hemotoxinas.

Fobia a las arañas y serpientes

Cuando hablamos de venenos, en lo primero que solemos pensar es en arañas y serpientes. Éstas son las fobias más prevalentes en las sociedad. Sin embargo, debemos saber que lo normal es que estos animales sean reticentes a utilizar sus armas contra nosotros. El veneno es muy costoso de sintetizar, por lo que los animales venenosos solo lo usarán como última opción para defenderse de sus depredadores o para ser ellos mismos quienes depreden.

También hay que tener en cuenta que la mayor parte de las serpientes no son venenosas. Solo el 20% de las serpientes son venenosas, y que solo un tercio de las veces inoculan veneno cuando muerden. Esto es porque les es muy costoso energéticamente. Sin embargo, es posible que presenten veneno residual en los colmillos.

En el caso de las arañas, los humanos tenemos un tamaño muy grande como para ser sus presas por lo que, lo normal es que, si no las molestamos, no gasten sus recursos en atacarnos.  

Función en el ecosistema

Tanto arañas como serpientes son depredadores que realizan un papel importante en el ecosistema. Las arañas, al alimentarse de insectos e incluso de pequeños roedores, son capaces de controlar las poblaciones de estos animales, siendo unos grandes controladores de plagas. Lo mismo ocurre con las serpientes, que alimentándose de roedores y otros pequeños mamíferos hacen un buen control poblacional de sus presas. Por estas razones es importante dejar de demonizar a estos animales, ya que muchas especies de estos grupos están en peligro de extinción por el miedo que producen en las personas, lo cual hace que las exterminemos. También es importante no perderles el respeto, ya que siguen siendo animales potencialmente peligrosos.

Papel de los venenos en investigación

Los venenos, como se ha mencionado anteriormente, suelen estar compuestos de una mezcla de péptidos, es decir, un conjunto de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Estos péptidos aislados del veneno de diferentes animales son específicos y potentes por lo que se han propuesto como posibles agentes terapéuticos. Aunque a priori pudieran parecer poco seguros, cuando se aíslan como compuestos individuales y se usan en concentraciones apropiadas, los péptidos derivados del veneno pueden convertirse en medicamentos eficaces.

Uso de derivados de los venenos

Pese a que el número de estos péptidos que han progresado con éxito a la clínica es actualmente limitado, las perspectivas para los péptidos derivados del veneno parecen muy optimistas. A medida que avanza la investigación y se continúan identificando nuevas secuencias de péptidos, el potencial de los péptidos derivados del veneno para encontrar aplicaciones como terapéuticos, cosméticos e insecticidas crece en consecuencia. Actualmente, se ha utilizado el veneno de serpientes para crear diversos tipos de fármacos, como anticoagulantes, fármacos para tratar la diabetes tipo II y para tratamientos paliativos para inhibir el dolor.

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Miguel Cócera Fernández

Soy Miguel, graduado en biología. Actualmente estoy cursando un máster en biología celular. Me interesa la neurociencia, la parasitología y la oncología principalmente.

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