El ácido domoico ( DA ) es una neurotoxina de tipo ácido kaínico que causa intoxicación amnésica por mariscos (ASP). [1] Es producido por algas y se acumula en mariscos , sardinas y anchoas . Cuando los leones marinos, nutrias, cetáceos, humanos y otros depredadores comen animales contaminados, puede resultar en envenenamiento. La exposición a este compuesto afecta el cerebro, provocando convulsiones y posiblemente la muerte. [2]
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido (2 S , 3 S , 4 S ) -4 - [(2 Z , 4 E , 6 R ) -6-Carboxihepta-2,4-dien-2-il] -3- (carboximetil) pirrolidin-2-carboxílico ácido | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.159.099 |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 15 H 21 N O 6 | |
Masa molar | 311,334 g · mol −1 |
Densidad | 1,273 g / cm 3 |
Presión de vapor | 2,62 × 10 −16 mmHg (34,9 fPa) |
Peligros | |
Frases R (desactualizadas) | R20 R21 R22 |
Frases S (desactualizadas) | S36 S37 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Historia
Ha habido poco uso de ácido domoico a lo largo de la historia, excepto en Japón , donde se ha utilizado como antihelmíntico durante siglos. El ácido domoico se aisló por primera vez en 1959 de una especie de alga roja, Chondria armata , en Japón, que se conoce comúnmente como dōmoi (ド ウ モ イ) en el dialecto Tokunoshima , o hanayanagi . Las intoxicaciones en la historia han sido raras o indocumentadas; sin embargo, se cree que el aumento de las actividades humanas está provocando un aumento de la frecuencia de la proliferación de algas nocivas a lo largo de las costas en los últimos años. En 2015, la costa del Pacífico de América del Norte se vio fuertemente afectada por una floración de algas, que consiste predominantemente en la diatomea pennada productora de ácido domoico, Pseudo-nitzschia . En consecuencia, se midieron niveles elevados de ácido domoico en mamíferos marinos varados, lo que provocó el cierre de playas y dañó las pesquerías de navaja, cangrejo de roca y cangrejo Dungeness. [3]
En 1961, las aves marinas atacaron el área de Capitola en California , y aunque nunca se confirmó, se pensó que estaban bajo la influencia del ácido domoico. [4]
En 1987, en la Isla del Príncipe Eduardo , Canadá, hubo una intoxicación por mariscos que resultó en 3 muertes. Se culpó a los mejillones azules ( Mytulis edulis ) contaminados con ácido domoico. [5]
Se ha sugerido que el ácido domoico estuvo involucrado en un incidente que tuvo lugar el 22 de junio de 2006, cuando un pelícano pardo de California voló a través del parabrisas de un automóvil en la Pacific Coast Highway . [6]
El viernes 14 de junio de 2019, un adolescente fue atacado y herido por un león marino que supuestamente estaba bajo la influencia del ácido domoico en Pismo Beach, en la costa central de California [7].
Química
General
El ácido domoico es un análogo estructural del ácido kaínico , la prolina y el neurotransmisor excitador endógeno glutamato . [8] Ohfune y Tomita, que querían investigar su estereoquímica absoluta, fueron los primeros y únicos en sintetizar ácido domoico en 1982. [1]
Biosíntesis
En 1999, utilizando precursores marcados con 13 C y 14 C, se examinó la biosíntesis del ácido domoico en el género de diatomeas Pseudo-nitzschia . Después de la adición de acetato de [1,2-13C2], la espectroscopia de RMN mostró un enriquecimiento de cada carbono en ácido domoico, lo que indica la incorporación de los isótopos de carbono. Este enriquecimiento fue consistente con dos vías biosintéticas. El patrón de marcado determinó que el ácido domoico puede biosintetizarse mediante un intermedio isoprenoide en combinación con un intermedio del ciclo del ácido tricarboxílico (TCA). [9]
En 2018, utilizando condiciones de crecimiento que se sabe que inducen la producción de ácido domoico en Pseudo-nitzschia multiseries , la secuenciación del transcriptoma identificó con éxito genes candidatos de biosíntesis de ácido domoico responsables del núcleo de pirrolidina. [10] Estos genes de biosíntesis de ácido domoico, o enzimas 'Dab', se expresaron, caracterizaron y anotaron heterólogamente como dabA (terpeno ciclasa), dabB (proteína hipotética), dabC (dioxigenasa dependiente de α-cetoglutarato) y dabD (CYP450) .
La biosíntesis del ácido domoico comienza con la geranilación catalizada por DabA de ácido L-glutámico (L-Glu) con pirofosfato de geranilo (GPP) para formar ácido N-geranil -L-glutámico (L-NGG). Luego, DabD realiza tres reacciones de oxidación sucesivas en el 7′-metil de L-NGG para producir 7′-carboxi-L-NGG, que luego es ciclado por DabC para generar el ácido isodomoico natural A. Finalmente, una isomerasa no caracterizada podría convertirse ácido isodomoico A a ácido domoico. Se necesita más investigación para resolver la reacción de isomerización final para completar la ruta al ácido domoico.
Síntesis
Usando los intermedios 5 y 6, una reacción de Diels-Alder produjo un compuesto bicíclico (7). 7 luego se sometió a ozonólisis para abrir el anillo de seis miembros que conduce al seleniuro (8). A continuación, 8 se deselenó para formar 9 (E-9 y Z-9), lo que finalmente condujo a la formación de ácido (-) domoico. [1]
Mecanismo de acción
Los efectos del ácido domoico se han atribuido a varios mecanismos, pero el que nos preocupa es a través de los receptores de glutamato . El ácido domoico es un aminoácido excitador análogo del glutamato; un neurotransmisor en el cerebro que activa los receptores de glutamato. El ácido domoico tiene una afinidad muy fuerte por estos receptores, lo que da como resultado una excitotoxicidad iniciada por una acción integradora sobre los receptores ionotrópicos de glutamato en ambos lados de la sinapsis, junto con el efecto de bloquear el canal para evitar una rápida desensibilización. Además, existe un efecto sinérgico con agonistas endógenos del receptor de glutamato y N-metil-D-aspartato que contribuyen a la excitotoxicidad.
En el cerebro, el ácido domoico daña especialmente el hipocampo y el núcleo amigdaloide . Daña las neuronas activando los receptores AMPA y kainato , provocando un influjo de calcio. Aunque el calcio que fluye hacia las células es normal, el aumento incontrolado de calcio hace que las células se degeneren. Debido a que el hipocampo puede sufrir daños graves, se produce una pérdida de memoria a corto plazo. También puede causar daño renal, incluso a niveles considerados seguros para el consumo humano, según reveló un nuevo estudio en ratones. El riñón se ve afectado a una concentración cien veces menor que la permitida por las regulaciones de la FDA . [11] [12]
Humanos | Animales |
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vomitando | tejer la cabeza |
náusea | convulsiones |
diarrea y calambres abdominales dentro de las 24 horas posteriores a la ingestión | ojos saltones |
dolor de cabeza | moco de la boca |
mareo | desorientacion |
confusión, desorientación | muerte |
pérdida de memoria a corto plazo | |
debilidad motora | |
convulsiones | |
profusas secreciones respiratorias | |
arritmia cardíaca | |
coma y posible muerte | |
Referencias para todos, a menos que se indique lo contrario: [5] |
Toxicología
Las floraciones de algas productoras de ácido domoico están asociadas con el fenómeno de intoxicación amnésica por mariscos (ASP). El ácido domoico puede bioacumularse en organismos marinos como mariscos, anchoas y sardinas que se alimentan del fitoplancton conocido por producir esta toxina. Puede acumularse en altas concentraciones en los tejidos de estos alimentadores de plancton cuando el fitoplancton tóxico tiene una alta concentración en las aguas circundantes. El ácido domoico es una neurotoxina que inhibe los procesos neuroquímicos, provocando pérdida de memoria a corto plazo, daño cerebral y, en casos graves, la muerte en humanos. En los mamíferos marinos, el ácido domoico suele provocar convulsiones y temblores.
Los estudios han demostrado que no hay efectos sintomáticos en humanos a niveles de 0,5 mg / kg de peso corporal. En la intoxicación por ácido domoico de 1987 en la Isla del Príncipe Eduardo, se observaron concentraciones que oscilaban entre 0,31 y 1,28 mg / kg de tejido muscular en personas que se enfermaron (tres de las cuales murieron). Se han calculado niveles peligrosos de ácido domoico basándose en casos como el de la isla del Príncipe Eduardo. La exacta LD 50 para los seres humanos es desconocida; para los ratones el LD 50 es 3,6 mg / kg. [5]
Una nueva investigación ha encontrado que el ácido domoico es una toxina resistente al calor y muy estable, que puede dañar los riñones en concentraciones que son 100 veces más bajas que las que causa los efectos neurológicos. [12]
Diagnóstico y prevención
Para ser diagnosticado y tratado en caso de intoxicación, primero se debe detectar el ácido domoico. Se pueden utilizar métodos como ELISA o el desarrollo de sondas con reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para detectar la toxina o el organismo que produce esta toxina. [13]
No existe un antídoto conocido disponible para el ácido domoico. Por lo tanto, si se produce una intoxicación, se recomienda acudir rápidamente a un hospital. Cocinar o congelar el tejido de pescado o marisco afectado que está contaminado con ácido domoico no reduce la toxicidad. [14]
Como problema de salud pública, la concentración de ácido domoico en mariscos y partes de mariscos en el punto de venta no debe exceder el límite permitido actual de 20 mg / kg de tejido. Además, durante el procesamiento de los mariscos, es importante prestar atención a los factores de las condiciones ambientales. [15]
Cultura pop
El 18 de agosto de 1961, en Capitola y Santa Cruz, California, hubo una invasión de lo que la gente describió como aves marinas caóticas. Se creía que estas aves estaban bajo la influencia del ácido domoico, lo que inspiró una escena del largometraje de Alfred Hitchcock , Los pájaros . [dieciséis]
Además, se usó ácido domoico para envenenar a un testigo en el Episodio 13 de la Temporada 1 de Primaria : "El Equipo Rojo". [17]
El ácido domoico supera al Campamento Kikiwaka y hace que los campistas desarrollen personalidades extrañamente alteradas en el episodio 10 de la temporada 2 de la serie de televisión Bunk'd. [ Cita requerida ]
Ver también
- Materiales de referencia canadienses
- Pseudo-nitzschia
- Ácido quiscualico
- Brevetoxina
- Ciguatoxina
- Ácido okadaico
- Saxitoxina
- Maitotoxina
Referencias
- ↑ a b c d Clayden J, Read B, Hebditch KR (2005). "Química del ácido domoico, ácidos isodomoicos y sus análogos". Tetraedro . 24 (61): 5713–24. doi : 10.1016 / j.tet.2005.04.003 .
- ^ "Toxicidad del ácido domoico" . El Centro de Mamíferos Marinos . Consultado el 2 de abril de 2015 .
- ^ McCabe RM, Hickey BM, Kudela RM, Lefebvre KA, Adams NG, Bill BD, Gulland FM, Thomson RE, Cochlan WP, Trainer VL (octubre de 2016). "Un florecimiento de algas tóxicas en toda la costa sin precedentes vinculado a condiciones anómalas del océano" . Cartas de investigación geofísica . 43 (19): 10366–10376. Código bibliográfico : 2016GeoRL..4310366M . doi : 10.1002 / 2016GL070023 . PMC 5129552 . PMID 27917011 .
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- ^ a b c Gilbert S. "Ácido domoico" . Toxipedia . Consultado el 15 de abril de 2015 .
- ^ "Pelícano posiblemente borracho golpea el parabrisas" . Noticias de NBC . 2006-06-24 . Consultado el 12 de abril de 2015 .
- ^ " ' Fue simplemente miedo total': un adolescente de California describe haber sido atacado por un león marino" . ABC News . Consultado el 21 de junio de 2019 .
- ^ Cendes F, Andermann F, Carpenter S, Zatorre RJ, Cashman NR (enero de 1995). "Epilepsia del lóbulo temporal causada por intoxicación por ácido domoico: evidencia de excitotoxicidad mediada por receptor de glutamato en humanos". Annals of Neurology . 37 (1): 123–6. doi : 10.1002 / ana.410370125 . PMID 7818246 . S2CID 22318425 .
- ^ Ramsey UP, Douglas DJ, Walter JA, Wright JL (1999). "Biosíntesis del ácido domoico por la diatomea Pseudo-nitzschia multiseries". Toxinas naturales . 6 (3–4): 137–46. doi : 10.1002 / (sici) 1522-7189 (199805/08) 6: 3/4 <137 :: aid-nt28> 3.0.co; 2-l . PMID 10223629 .
- ^ a b Brunson JK, McKinnie SM, Chekan JR, McCrow JP, Miles ZD, Bertrand EM, Bielinski VA, Luhavaya H, Oborník M, Smith GJ, Hutchins DA, Allen AE, Moore BS (septiembre de 2018). "Biosíntesis del ácido domoico de la neurotoxina en una diatomea formadora de flores" . Ciencia . 361 (6409): 1356-1358. Código bibliográfico : 2018Sci ... 361.1356B . doi : 10.1126 / science.aau0382 . PMC 6276376 . PMID 30262498 .
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- ^ "Detección y análisis de biotoxinas marinas" . Centro de ciencia pesquera del noroeste . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 30 de abril de 2015 .
- ^ "Ácido domoico - una preocupación importante para los amantes de los mariscos del estado de Washington" . Departamento de Pesca y Vida Silvestre de Washington . Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013 . Consultado el 8 de abril de 2012 .
- ^ Kumar KP, Kumar SP, Nair GA (mayo de 2009). "Evaluación de riesgos del veneno amnésico para mariscos, ácido domoico, en animales y seres humanos". Revista de Biología Ambiental . 30 (3): 319-25. PMID 20120452 .
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- ^ "Guión del episodio de Elementary s01e13 | SS" . Springfield! Springfield! .
enlaces externos
- " Referencias de ácido domoico y pseudo-nitzschia " . Pesca y océanos de Canadá . Archivado desde el original el 4 de diciembre de 2013.
- "Intoxicación amnésica por mariscos, ácido domoico y pseudo-nitzschia " . Sociedad Internacional para el Estudio de Algas Nocivas ISSHA. Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013 . Consultado el 7 de mayo de 2010 .
- "Ácido domoico" . IPCS INCHEM.
- "Ácido domoico - una preocupación importante para los amantes de los mariscos del estado de Washington" . Departamento de Pesca y Vida Silvestre de Washington. Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013 . Consultado el 8 de abril de 2012 .
- "Toxicidad del ácido domoico" .