Batracotoxina

Meera Senthilingam

Esta semana, tememos a la rana, gracias a Stephen Wallace.

Stephen Wallace

Puede que se haya engañado, como yo al principio, pensando que las pequeñas ranas tropicales que se ven en la casa de reptiles del zoo son tan inocentes e inofensivas como exóticamente coloreadas. La referencia coloquial a esta familia de anuros como «ranas venenosas» comienza a insinuar sus atributos y bioquímica más mortales. Estas ranas biosintetizan una serie de complejos compuestos policíclicos que contienen nitrógeno, llamados alcaloides, como medio de defensa química, y éstos poseen propiedades biológicas mortales.

De hecho, los anfibios han proporcionado a los científicos una variada gama de más de 800 alcaloides biológicamente activos que aún son completamente desconocidos en el resto del mundo natural.

Sin embargo, es una toxina de defensa particular de una rana en particular – Phyllobates terribilis – la rana venenosa dorada, la que debe ser más temida. Esta rana en particular es nativa del oeste de Colombia y es considerada por muchos como uno de los animales más venenosos del mundo. La neurotoxina que produce es un alcaloide policíclico esteroide llamado batracotoxina, derivado de las palabras griegas para «rana» y para «toxina». Su estructura química consiste en un núcleo carbocíclico esteroide -similar al del colesterol y la testosterona- con la característica añadida de un anillo heterocíclico transanular de siete miembros de oxazapina. La batracotoxina es liberada por estas ranas en respuesta a la agitación, el dolor o una amenaza externa, ya sea un depredador potencial, un adversario o incluso un ser humano curioso, donde se libera por reflejo en secreciones lechosas de los canales secretores y las glándulas situadas en su espalda y detrás de las orejas.

Este compuesto es un medio de defensa extraordinariamente eficaz con consecuencias mortales para sus presas. Por ejemplo, sólo cien millonésimas de gramo de batracotoxina, el equivalente a dos granos de sal de mesa, es suficiente para matar a un ser humano de 68 kg. Para ponerlo en contexto, esto es más tóxico que el famoso curare y la tetrodotoxina que se encuentran en otros lugares de la naturaleza, y es más de 1000 veces más venenoso que el cianuro. Por término medio, una sola rana albergará bajo su piel unas 10 veces esta dosis letal en cualquier momento. Tras la exposición a la batracotoxina, es muy probable que la muerte sea inevitable, y se producirá por convulsiones incontrolables, fallo cardíaco y/o asfixia en menos de 10 minutos. No existe un antídoto eficaz para la intoxicación por batracotoxina.

La letalidad de la batracotoxina se consigue mediante el bloqueo permanente de la transmisión de señales nerviosas a los músculos. Tiene un efecto especialmente grave en el corazón, donde interfiere permanentemente en la conducción, provocando arritmias, fibrilación ventricular y, finalmente, insuficiencia cardíaca. Estos efectos dramáticos en los nervios y los músculos son causados por un enorme flujo intracelular de iones de sodio cargados positivamente, pero también de iones de amonio, potasio y cesio más grandes, lo que resulta en una enorme despolarización de la membrana nerviosa. El efecto de esto es que las neuronas ya no son capaces de funcionar, lo que resulta en parálisis.

Lo que es particularmente interesante es que cuando estas ranas se crían en cautividad son completamente inofensivas, y cuando se capturan en la naturaleza y se sacan de sus hábitats nativos la cantidad de toxina que producen disminuye significativamente con el tiempo. Esta observación ha llevado a la teoría actualmente aceptada de que la batracotoxina, y los alcaloides tóxicos relacionados, se originan exclusiva o parcialmente en la dieta de la rana en su hábitat nativo. Aunque actualmente se desconoce el origen exacto de la dieta de la batracotoxina, se ha sugerido que puede proceder de pequeños artrópodos, como el escarabajo melyrid, también nativo de Colombia. Casualmente, la batracotoxina se ha detectado en un pájaro cantor de Papúa Nueva Guinea, que también se alimenta del escarabajo melyrid. Sin embargo, los biólogos coinciden en que sería extremadamente improbable que este escarabajo fuera capaz de biosintetizar una toxina compleja basada en esteroides como la batracotoxina, por lo que se cree que el escarabajo melyrid también acumula batracotoxina, o sus precursores, a través de su dieta de artrópodos más pequeños o incluso plantas.

Sólo hemos empezado a darnos cuenta de la diversidad y la utilidad potencial de las moléculas de defensa de anfibios, reptiles, botánicos y mamíferos en la medicina actual. Por ello, los químicos sintéticos de todo el mundo siguen ideando nuevas reacciones químicas y síntesis que pretenden reproducir estas moléculas en un entorno de laboratorio. Alcanzando estos objetivos quizá sea posible crear antídotos para estas toxinas naturales, o desarrollar métodos para alterar su estructura química, transformándolas de asesinas naturales en terapéuticas modernas.

Meera Senthilingam

Stephen Wallace, del Consejo de Investigación Médica, con la química fatal de la batracotoxina. La semana que viene, pasamos de las ranas a los moluscos y las cosas se ponen mucho más coloridas.

Hayley Birch

El tinte púrpura se hacía recogiendo cientos -o potencialmente miles- de moluscos y extrayendo de ellos un moco especial. Este moco era la fuente de un compuesto verde que contenía bromo, llamado tiriverdina, que se descomponía con la luz para producir dibromoíndigo, o púrpura tirio.

Meera Senthilingam

Descubra cómo la química sintética cambió esta práctica para permitirnos a todos vestirnos de púrpura acompañando a Hayley Birch en el programa de la semana que viene La química en su elemento. Hasta entonces, gracias por escuchar, soy Meera Senthilingam.