microcistinas y blancos moleculares
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BLANCOS MOLECULARES DE LAS MICROCISTINAS
Claudia M. Tapia Larios. M.Sc. Seminario Doctorado en Toxicología Ambiental
INTRODUCCIÓN La creciente eutrofización de los ambientes acuáticos puede favorecer los Blooms fitoplanctonicos, capaces de producir potentes toxinas. efectos agudos y crónicos en el hombre, en animales y vegetales Se estima que más del 50% de estos blooms son tóxicos Prevalencia de cianobacterias. Las toxinas de las cianobacterias se suelen agrupar principalmente en neurotoxinas
y hepatotoxinas.
Cianobacterias y producción de toxinas
Neurotoxinas
La anatoxina-a: importante bloqueador neuromuscular post-sináptico que impide la degradación de la acetilcolina ligada a los receptores.
anatoxina-a (s): Inhibe la actividad de la acetilcolinesterasa, mas tóxica que la anatoxina-a (Organofosforado natural).
PSP (Paralitic Shellfish Poisoning): Inhibe la transmisión nerviosa a través del bloqueo de los canales de sodio en las células induciendo parálisis muscular. Anabaena, Aphanizomenon, Lyngbia y Cylindrospermopsis.
La acción de las neurotoxinas es rápida, causan la muerte por parálisis respiratoria
a los pocos minutos de la exposición.
Saxitoxina
Anatoxina
HepatotoxinasSe conocen 8 nodularinas: metilación
e isomerización de sus L-
aminoacidos.
Géneros: Microcystis, Anabaena, Nodularia,
Oscillatoria, Nostoc y
Cylindrospermopsis
Nodularina
De acción más lenta, causan la muerte en horas o a los pocos días.
hepatotoxinas son péptidos: heptapéptidos cíclicos (microcistinas), pentapéptidos (nodularinas). La exposición crónica:
daños hepáticos, con vacuolización citosólica, necrosis celular puntual y promoción de tumores.
Microcistina
Hepatotoxinas
MICROCISTINAS75 Variedades
Promotor tumoral,
capacidad genotoxica,Alergias y
gastrointetiales
Variaciones por sustitución de L-aa en 2[X]
y4[Y] y desmetilaciones
en 3 y 7.
Muerte en pocas horas
(4-24 ó en unos días)
De todas las cianotoxinas, las más estudiadas son las Microcistinas y son las de mayor riesgo para la población mundial. Géneros: Microcystis, Anabaena, Planktothrix (Oscillatoria), Nostoc,
Hapalosiphon, Anabaenopsis, Aphanocapsa
Todas las variantes, contienen un único aminoácido hidrofóbico, el ácido 3-amino, 9-metoxi,10-fenil,2,6,3-trimetil-deca-4(E),6(E)-dienoico (ADDA)
MicrocistinasMicrocistys aeruginosa
Síntomas: dolor abdominal, diarrea sanguinolenta, náuseas, vómitos, tos seca, cefaleas, neumonía atípica, coma, temblor muscular, palidez y dificultad en la respiración. hipocoagulabilidad que desencadena la insuficiencia hepática aguda, y hepatomegalia. Aumento de bilirrubina, fosfatasa alcalina (PA), γ-glutamil transferasa (γ-GT), aspartato aminotransferasa (GOT) y alanina aminotransferasa (GPT).
Mecanismos de toxicidad
Fosfatasa PP1
Mecanismo de acción en macrofagosTr
ombo
xano
B2
El aumento de estos mediadores provoca una liberación de otros mediadores: prostaglandinas, leucotrienos, y PAF. MC-LR induce la liberación: PGF2α (140%), PGE2 (175%) y TXB2 (169%) en macrófagos alveolares de rata, sugiriéndose sintetizan y liberan mediadores inflamatorios en respuesta a la exposición a MCs.
Pros
tagl
andi
nas
El TXB2 deriva del TXA2, el cual es inestable y uno de los más fuertes mediadores de la agregación plaquetaria.
PGE2 es la que mas contribuye a la inflamación. La 6-cetoF1α deriva PGI2, la cual actúa como inhibidora de la agregación de plaquetas
Mec
anis
mo
de a
cció
n
L-aminoácidos (R1, R2) LD50 (µg kg-1 intraperitoneal en ratón)
Microcistina-LR, microcistina-YR, microcistina-LA Microcistina-WR
Microcistina-RR, microcistina-M(O)R
<100100-400400-800
Grupos metil en Mdha y/o b-Me-Asp
3-desmetilmicrocistina-LR (-RR)7-desmetilmicrocistina-LR (-RR)3,7-didesmetilmicrocistina-LR
100-400100-400100-400
Adda
O-demetil-Adda-microcistina-LRO-acetil-O-demetil-Adda-microcistina-LR
6(Z)-Adda microcistina-LR (RR)
<100<100>800
Ester
D-Glu(C3H7O) ester microcistina-LRD-Glu (CH3O) ester microcistina-LR
>800>800
Mdha
Dihidromicrocistina-LRmicrocistina-LR-GSH
100-400400-800
Relación entre la estructura y hepatotoxicidad de microcistinas
Toxicidad crónica Mutagénesis, carcinogénesis y teratogénesis
Promotora de cáncer primario en hígado
MC-LR fuerte mutagenisidad en ensayo AMES
En exposición humana durante el embarazo, el consumo crónico del agua en el primer trimestre genera defectos congénitos.
Dosis subletales: alteración del tejido hepático.
Alteración del metabolismo lipídico
Liberación de radicales libres Se acumulan en gónadas
(efectos tóxicos en reproducción de ratones).
Alteración iónica en peces y del crecimiento.
Niveles máximos de referencia para las toxinas
Estas toxinas son potentes promotores de tumores hepáticos y, por tanto, la aparición de especies productoras en nuestros ambientes acuáticos, precisa de estudios de control y seguimiento ante el peligro de que pequeñas dosis en exposiciones prolongadas, puedan aumentar la incidencia de cáncer hepático en las poblaciones expuestas
En 1997, la OMS, estableció como valor provisional de referencia, 1 µg/litro como nivel máximo aceptable para el consumo oral diario de microcistina-LR, en aguas de abastecimiento público.
GRACIAS