Batrachotoxin

Meera Senthilingam

Esta semana, tememos o sapo, graças a Stephen Wallace.

Stephen Wallace

Pode ter sido enganado, como eu inicialmente fui, a pensar que as pequenas rãs tropicais que se vêem na casa do réptil do jardim zoológico são tão inocentes e inofensivas como são exoticamente coloridas. A referência coloquial a esta família de anuros como “rãs dardos venenosos” começa a insinuar os seus atributos mais mortais e bioquímicos. Estas rãs biosintetizam uma série de compostos policíclicos complexos contendo nitrogénio, chamados alcalóides como meio de defesa química, e estes possuem propriedades biológicas mortíferas.

Na verdade, os anfíbios forneceram aos cientistas uma gama diversificada de mais de 800 alcalóides biologicamente ativos que são ainda completamente desconhecidos em outros lugares do mundo natural.

No entanto, é uma toxina de defesa particular de um sapo em particular – Phyllobates terribilis – o sapo venenoso dourado, que é o mais temido. Esta rã em particular é nativa da Colômbia ocidental e é considerada por muitos como um dos animais mais venenosos do mundo. A neurotoxina que produz é um alcalóide esteroidal policíclico chamado batrachotoxina, derivado das palavras gregas para “sapo” e para “toxina”. A sua estrutura química consiste num núcleo esteroidal carbocíclico – semelhante ao do colesterol e da testosterona – com a característica adicional de um anel transannular heterocíclico de sete membros de oxazapina. A Batrachotoxina é liberada por estes sapos em resposta à agitação, dor ou uma ameaça externa, seja ela um potencial predador, adversário ou mesmo um ser humano curioso, onde é reflexivamente liberada em secreções leitosas de canais e glândulas secretas localizadas nas costas e atrás das orelhas.

Este composto é um meio de defesa notavelmente eficaz com conseqüências mortais para a sua presa. Por exemplo, apenas cem milionésimos de um grama de batrachotoxina, o equivalente a dois grãos de sal de mesa, é suficiente para matar um ser humano de 68kg. Para colocar isto em contexto, isto é mais tóxico do que os famosos curare e tetrodotoxina mortíferos que se encontram em outros lugares na natureza, e é mais de 1000 vezes mais venenoso do que o cianeto. Em média, um único sapo abriga cerca de 10 vezes esta dose letal sob a pele, a qualquer momento. Após a exposição à batrachotoxina, a morte é muito provavelmente inevitável, e resultará de convulsões incontroláveis, insuficiência cardíaca e/ou sufocação em menos de 10 minutos. Não há antídoto eficaz para o envenenamento por batrachotoxina.

A letalidade da batrachotoxina é conseguida através do bloqueio permanente da transmissão de sinais nervosos para os músculos. Ela tem um efeito particularmente grave no coração, onde interfere permanentemente na condução, causando arritmias, fibrilação ventricular e eventual insuficiência cardíaca. Estes efeitos dramáticos sobre os nervos e músculos são causados por uma enorme corrida intracelular de iões de sódio com carga positiva, mas também de iões de amónio, potássio e césio maiores, resultando numa enorme despolarização da membrana nervosa. O efeito disso é que os neurônios não são mais capazes de funcionar, resultando em paralisia.

O que é particularmente interessante é que quando esses sapos são criados em cativeiro eles são completamente inofensivos, e quando eles são capturados na natureza e removidos de seus habitats nativos, a quantidade de toxina que eles produzem diminui significativamente com o tempo. Esta observação levou à teoria atualmente aceita de que a batrachotoxina, e alcalóides tóxicos relacionados, se originam exclusiva ou parcialmente da dieta da rã em seu habitat nativo. Embora a origem dietética exata da batrachotoxina seja atualmente desconhecida, tem sido sugerido que ela pode ter origem em pequenos artrópodes, como o escaravelho melírico, também nativo da Colômbia. Coincidentemente, a batrachotoxina foi detectada em uma ave canora encontrada na Papua Nova Guiné, que também se alimenta do escaravelho melírico. Contudo, os biólogos concordam que seria extremamente improvável que este besouro fosse capaz de biosintetizar uma toxina complexa à base de esteróides, como a batrachotoxina, e como tal acredita-se que o besouro melírico também acumula batrachotoxina, ou seus precursores, através de sua dieta de artrópodes menores ou mesmo de plantas.

Começamos apenas a perceber a diversidade e potencial utilidade das moléculas de defesa anfíbias, reptilianas, botânicas e mamíferas na medicina moderna. Como tal, químicos sintéticos de todo o mundo continuam a conceber novas reacções químicas e sínteses que visam reproduzir estas moléculas num ambiente de laboratório. Atingindo tais objetivos talvez fosse possível criar antídotos para essas toxinas naturais, ou desenvolver métodos para alterar sua estrutura química, transformando-as de assassinos naturais em terapêuticas modernas.

Meera Senthilingam

Stephen Wallace do Conselho de Pesquisa Médica de lá, com a química fatal da batrachotoxina. Na próxima semana, passamos de sapos para moluscos e as coisas ficam muito mais coloridas.

Hayley Birch

Tintura roxa foi feita coletando centenas – ou potencialmente milhares – de moluscos e extraindo deles um muco especial. Este muco era a fonte de um composto verde, contendo bromo chamado tyriverdin, que se decompunha em luz para produzir dibromoindigo, ou tyrian purple.

Meera Senthilingam

Descubra como a química sintética mudou esta prática para permitir que todos nós pudéssemos ser drapejados em roxo, juntando a Hayley Birch na Química da próxima semana em seu Elemento. Até lá, obrigado por ouvirem, sou Meera Senthilingam.