Veneno de serpiente

Saliva altamente modificada que contiene zootoxinas.

Vipera berus - Aparato de administración de veneno
Identificadores
Símbolo	Toxin_TOLIP
Pfam	PF00087
InterPro	IPR003571
PROSITE	PDOC00245
SCOP2	2ctx / SCOPe / SUPFAM
Superfamilia OPM	53
Proteína OPM	1txa
Estructuras proteicas disponibles: Pfam   estructuras / ECOD   PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum resumen de estructura

El veneno de serpiente es una saliva altamente modificada ^{[1] que} contiene zootoxinas que facilitan la inmovilización y digestión de las presas y la defensa contra amenazas. Es inyectado por colmillos únicos durante una mordedura , y algunas especies también pueden escupir su veneno. ^[2]

Las glándulas que secretan las zootoxinas son una modificación de las glándulas salivales parótidas que se encuentran en otros vertebrados , y generalmente están situadas a cada lado de la cabeza, debajo y detrás del ojo, y encapsuladas en una vaina muscular. Las glándulas tienen grandes alvéolos en los que se almacena el veneno sintetizado antes de ser transportado por un conducto a la base de colmillos acanalados o tubulares a través de los cuales es expulsado. ^{[3] [4]}

Los venenos contienen más de 20 compuestos diferentes, principalmente proteínas y polipéptidos. ^[3] Una mezcla compleja de proteínas, enzimas y varias otras sustancias con propiedades tóxicas y letales ^[2] sirve para inmovilizar al animal de presa, ^{[5] las} enzimas juegan un papel importante en la digestión de la presa, ^[4] y varias otras Las sustancias son responsables de efectos biológicos importantes pero no letales. ^[2] Algunas de las proteínas del veneno de serpiente tienen efectos muy específicos sobre diversas funciones biológicas, incluida la coagulación de la sangre, la regulación de la presión arterial y la transmisión de los impulsos nerviosos o musculares, y se han desarrollado para su uso como herramientas farmacológicas o de diagnóstico, e incluso son útiles Drogas. ^[2]

Química

Charles Lucien Bonaparte , hijo de Lucien Bonaparte , hermano menor de Napoleón Bonaparte , fue el primero en establecer la naturaleza proteica del veneno de serpiente en 1843. ^{[ cita requerida ]}

Las proteínas constituyen el 90-95% del peso seco del veneno y son responsables de casi todos sus efectos biológicos. Entre cientos, incluso miles de proteínas que se encuentran en el veneno, hay toxinas, en particular neurotoxinas , así como proteínas no tóxicas (que también tienen propiedades farmacológicas) y muchas enzimas, especialmente hidrolíticas. ^[2] Las enzimas ( peso molecular 13-150 KDa) constituyen el 80-90% de los venenos de viperid y el 25-70% de los venenos elápidos, incluidas las hidrolasas digestivas, la L-aminoácido oxidasa, las fosfolipasas, el procoagulante similar a la trombina y la calicreína. -como serina proteasas y metaloproteinasas (hemorragias), que dañan el endotelio vascular. Las toxinas polipeptídicas (peso molecular 5-10 KDa) incluyencitotoxinas , cardiotoxinas y neurotoxinas postsinápticas (como α-bungarotoxina y α-cobratoxina ), que se unen a los receptores de acetilcolina en las uniones neuromusculares. Los compuestos con bajo peso molecular (hasta 1,5 KDa) incluyen metales, péptidos, lípidos, nucleósidos, carbohidratos, aminas y oligopéptidos, que inhiben la enzima convertidora de angiotensina (ECA) y potencian la bradicinina (BPP). La variación entre especies e intraespecies en la composición química del veneno es geográfica y ontogénica. ^{[3] Las} fosfodiesterasas interfieren con el sistema cardíaco de la presa, principalmente para reducir la presión arterial . La fosfolipasa A2 causa hemólisismediante la lisis de las membranas celulares de fosfolípidos de los glóbulos rojos . ^[6] Las oxidasas de aminoácidos y las proteasas se utilizan para la digestión. La aminoácido oxidasa también desencadena otras enzimas y es responsable del color amarillo del veneno de algunas especies. La hialuronidasa aumenta la permeabilidad de los tejidos para acelerar la absorción de otras enzimas en los tejidos. Algunos venenos de serpientes portan fasciculinas , como las mambas ( Dendroaspis ), que inhiben la colinesterasa para hacer que la presa pierda el control muscular. ^[7]

Principales enzimas del veneno de serpiente ^[2]

Tipo	Nombre	Origen
Oxidorreductasias	lactato de deshidrogenasa	Elapidae
	L-aminoácido oxidasa	Todas las especies
	Catalasa	Todas las especies
Transferasas	Alanina aminotransferasa
Hidrolasas	Fosfolipasa A 2	Todas las especies
	Lisofosfolipasa	Elapidae, Viperidae
	Acetilcolinesterasa	Elapidae
	Fosfatasa alcalina	Bothrops atrox
	Fosfatasa ácida	Deinagkistrodon acutus
	5'-nucleotidasa	Todas las especies
	Fosfodiesterasa	Todas las especies
	Desoxirribonucleasa	Todas las especies
	Ribonucleasa 1	Todas las especies
	Trifosfatasa de adenosina	Todas las especies
	Amilasa	Todas las especies
	Hialuronidasa	Todas las especies
	NAD-nucleotidasa	Todas las especies
	Quininogenasa	Viperidae
	Activador del factor X	Viperidae, Crotalinae
	Heparinasa	Crotalinae
	α-fibrinogenasa	Viperidae, Crotalinae
	β-fibrinogenasa	Viperidae, Crotalinae
	α-β-fibrinogenasa	Bitis gabonica
	Enzima fibrinolítica	Crotalinae
	Activador de protrombina	Crotalinae
	Colagenasa	Viperidae
	Elastasa	Viperidae
Lyases	Glucosamina amonio liasa

Las toxinas de las serpientes varían mucho en sus funciones. Las dos grandes clases de toxinas que se encuentran en los venenos de serpientes son las neurotoxinas (que se encuentran principalmente en los elápidos) y las hemotoxinas (que se encuentran principalmente en los viperidos). Sin embargo, ocurren excepciones: el veneno de la cobra escupidora de cuello negro ( Naja nigricollis ), un elápido, consiste principalmente en citotoxinas , mientras que el de la serpiente de cascabel de Mojave ( Crotalus scutulatus ), un viperido, es principalmente neurotóxico. Tanto los elápidos como los viperidos pueden portar muchos otros tipos de toxinas.

α-neurotoxinas	α-Bungarotoxina , α-toxina, erabutoxina, cobratoxina
β-neurotoxinas ( PLA2 )	β-Bungarotoxina , Notexina, amoditoxina, crotoxina, taipoxina
κ-neurotoxinas	Kappa-bungarotoxina
Dendrotoxinas ( Kunitz )	Dendrotoxina , toxinas I y K; posiblemente cadena B de b-bungarotoxina
Cardiotoxinas	Naja nigricollis y-toxina, cardiotoxina III (también conocida como citotoxinas)
Myotoxinas	Myotoxina -a, crotamina
Sarafotoxinas	Sarafotoxinas a, byc
Hemorragias (metaloproteasas)	Mucrolisina , Atrolisinas , Acutolisinas , etc. [8]
Hemotoxinas (serina proteasa)	Venombina A

Toxinas

Neurotoxinas

Estructura de una sinapsis química típica
Densidad postsináptica Voltaje cerrada Ca ++ canal sináptica vesícula Transportador de neurotransmisores Receptor Neurotransmisor terminal del axón Hendidura sináptica Dendrita

El comienzo de un nuevo impulso neuronal es el siguiente:

1. Un intercambio de iones (átomos cargados) a través de la membrana de la célula nerviosa envía una corriente despolarizante hacia el final de la célula nerviosa (término de la célula).
2. Cuando la corriente despolarizante llega al término de la célula nerviosa, el neurotransmisor acetilcolina (ACh), que se mantiene en vesículas, se libera en el espacio entre los dos nervios (sinapsis). Se mueve a través de la sinapsis hacia los receptores postsinápticos.
3. La ACh se une a los receptores y transfiere la señal a la célula diana y, al cabo de poco tiempo, es destruida por la acetilcolinesterasa.

Fasciculinas

Estas toxinas atacan a las neuronas colinérgicas (aquellas que utilizan ACh como transmisor) al destruir la acetilcolinesterasa (AChE). La ACh, por lo tanto, no se puede descomponer y permanece en el receptor. Esto causa tetania (contracción muscular involuntaria), que puede provocar la muerte. Las toxinas se han denominado fasciculinas ya que, después de la inyección en ratones , provocan fasciculaciones (contracciones musculares rápidas) graves, generalizadas y de larga duración (5-7 h).

Ejemplo de serpiente: se encuentra principalmente en el veneno de mambas ( Dendroaspis spp.) Y algunas serpientes de cascabel ( Crotalus spp.)

Dendrotoxinas

Las dendrotoxinas inhiben las neurotransmisiones al bloquear el intercambio de iones positivos y negativos a través de la membrana neuronal que no conducen a ningún impulso nervioso, lo que paraliza los nervios.

Ejemplo de serpiente: mambas

α-neurotoxinas

Las alfa-neurotoxinas son un grupo grande, con más de 100 neurotoxinas postsinápticas que han sido identificadas y secuenciadas. ^{[9] Las} α-neurotoxinas atacan los receptores nicotínicos de acetilcolina de las neuronas colinérgicas. Imitan la forma de la molécula de acetilcolina, por lo que encajan en los receptores → bloquean el flujo de ACh → sensación de entumecimiento y parálisis.

Ejemplos de serpientes: cobra real ( Ophiophagus hannah ) (conocida como hannahtoxina que contiene α-neurotoxinas), ^[10] serpientes marinas (Hydrophiinae) (conocida como erabutoxina), krait de muchas bandas ( Bungarus multicinctu s) (conocida como α-bungarotoxina ), y cobras ( Naja spp.) (conocida como cobratoxina )

Citotoxinas

Membrana completamente funcional

Membrana destruida

Fosfolipasas

La fosfolipasa es una enzima que transforma la molécula de fosfolípido en un lisofosfolípido (jabón) → la nueva molécula atrae y une la grasa y rompe las membranas celulares. La fosfolipasa A2 es un tipo específico de fosfolipasas que se encuentra en el veneno de serpiente.

Ejemplo de serpiente: habu de Okinawa ( Trimeresurus flavoviridis )

Cardiotoxinas / Citotoxinas

Las cardiotoxinas son componentes que son específicamente tóxicos para el corazón. Se unen a sitios particulares en la superficie de las células musculares y provocan despolarización → la toxina previene la contracción muscular. Estas toxinas pueden hacer que el corazón lata irregularmente o deje de latir, provocando la muerte. Un ejemplo es la cardiotoxina III de tres dedos de la cobra, un ejemplo de la familia corta de tres dedos ( InterPro :  IPR003572 ).

Ejemplo de serpiente: mambas y algunas especies de Naja

Hemotoxinas

Las hemotoxinas causan hemólisis, la destrucción de los glóbulos rojos (eritrocitos) o inducen la coagulación de la sangre (coagulación, por ejemplo, mucrocetina ). Una familia común de hemotoxinas incluye las metaloproteinasas de veneno de serpiente como la mucrolisina . ^{[8] [11]}

Ejemplos de serpientes: la mayoría de las víboras y muchas especies de cobra : la serpiente de cascabel tropical Crotalus durissus produce convulxina , un coagulante. ^[12]

Determinación de la toxicidad del veneno (LD ₅₀ )

La toxicidad del veneno de serpiente se evalúa mediante una prueba toxicológica llamada dosis letal media , LD ₅₀ (abreviatura de "dosis letal, 50%"), que determina la concentración de una toxina necesaria para matar a la mitad de los miembros de una población analizada. de animales. La potencia del veneno de las serpientes salvajes varía considerablemente, incluso dentro de una sola especie, debido a diversas influencias como el entorno biofísico , el estado fisiológico, las variables ecológicas , la variación genética (ya sea adaptativao incidental), y varios otros factores evolutivos moleculares y ecológicos. Tal variación es necesariamente menor en poblaciones cautivas en entornos de laboratorio controlados, aunque no puede eliminarse por completo. Sin embargo, los estudios para determinar la letalidad o potencia del veneno de serpiente deben diseñarse para minimizar la variabilidad, por lo que se han diseñado varias técnicas con este fin. Un enfoque que se considera particularmente útil es el uso de 0,1% de albúmina de suero bovino (también conocido como "fracción V" en proceso de Cohn ) como diluyente en la determinación de LD ₅₀ valores para diversas especies. Da como resultado un LD ₅₀ mucho más preciso y consistentedeterminaciones que, por ejemplo, utilizando solución salina al 0,1% como diluyente. La fracción V produce alrededor del 95% de albúmina purificada, que es el veneno crudo seco. La solución salina como diluyente produce consistentemente resultados de LD ₅₀ muy variables para casi todas las serpientes venenosas; produce una variación impredecible en la pureza del precipitado (rango de 35 a 60%). ^{[13] La} fracción V es estructuralmente estable porque tiene diecisiete enlaces disulfuro ; es único porque tiene la solubilidad más alta y el punto isoeléctrico más bajo de todas las proteínas plasmáticas principales. Esto lo convierte en la fracción final a precipitar de su solución. Albúmina de suero bovinose encuentra en la fracción V. La precipitación de la albúmina se realiza reduciendo el pH a 4.8, que está cerca del pI de las proteínas, y manteniendo la concentración de etanol al 40%, con una concentración de proteína del 1%. Por tanto, solo el 1% del plasma original permanece en la quinta fracción. ^[14] Cuando el objetivo final del procesamiento de plasma es un componente de plasma purificado para inyección o transfusión , el componente de plasma debe ser muy puro. El primer método práctico a gran escala de fraccionamiento del plasma sanguíneo fue desarrollado por Edwin J. Cohn durante la Segunda Guerra Mundial . Se conoce como el proceso de Cohn.(o método de Cohn). Este proceso también se conoce como fraccionamiento de etanol en frío, ya que implica aumentar gradualmente la concentración de etanol en la solución a 5 ° C y 3 ° C. ^[15] El proceso de Cohn aprovecha las diferencias en las propiedades de las diversas proteínas plasmáticas, específicamente, la alta solubilidad y el bajo pI de la albúmina. A medida que la concentración de etanol aumenta en etapas de 0 a 40%, el [pH] se reduce de neutro (pH ~ 7) a aproximadamente 4,8, que está cerca del pI de la albúmina. ^[15] En cada etapa, ciertas proteínas se precipitan de la solución y se eliminan. El precipitado finales albúmina purificada. Existen varias variaciones de este proceso, incluido un método adaptado por Nitschmann y Kistler que usa menos pasos y reemplaza la centrifugación y la congelación a granel con filtración y diafiltración. ^{[15] [16]}Algunos métodos más nuevos de purificación de albúmina agregan pasos de purificación adicionales al proceso de Cohn y sus variaciones. El procesamiento cromatográfico de albúmina como alternativa al proceso de Cohn surgió a principios de la década de 1980, sin embargo, no se adoptó ampliamente hasta más tarde debido a la disponibilidad inadecuada de equipos de cromatografía a gran escala. Los métodos que incorporan cromatografía generalmente comienzan con plasma crio-empobrecido sometido a intercambio de tampón mediante diafiltración o cromatografía de intercambio de tampón, para preparar el plasma para los siguientes pasos de cromatografía de intercambio iónico . Después del intercambio iónico, generalmente se producen más pasos de purificación cromatográfica e intercambio de tampón. ^[15]

Sin embargo, los métodos cromatográficos para la separación comenzaron a adoptarse a principios de la década de 1980. Los desarrollos continuaron en el tiempo transcurrido entre el inicio del uso del fraccionamiento de Cohn, en 1946, y el inicio del uso de la cromatografía , en 1983. En 1962, se creó el proceso de Kistler y Nistchmann, que fue un derivado del proceso de Cohn. Los procesos cromatográficos comenzaron a gestarse en 1983. En la década de 1990 se crearon los procesos Zenalb y CSL Albumex, que incorporaron la cromatografía con algunas variaciones. El enfoque general para usar la cromatografía para el fraccionamiento de plasma para la albúmina es: recuperación del sobrenadante I, deslipidación, cromatografía de intercambio aniónico, cromatografía de intercambio catiónico y cromatografía de filtración en gel. El material purificado recuperado se formula con combinaciones de octanoato de sodio y N-acetiltriptofanato de sodio y luego se somete a procedimientos de inactivación viral, incluida la pasteurización a 60 ° C. Esta es una alternativa más eficiente que el proceso de Cohn por cuatro razones principales: 1) se necesitaba una automatización suave y una planta relativamente económica, 2) es más fácil esterilizar el equipo y mantener un buen ambiente de fabricación, 3) los procesos cromatográficos son menos dañinos para la albúmina proteína, y 4) se puede lograr un resultado final de albúmina más exitoso. En comparación con el proceso de Cohn, la pureza de la albúmina subió desde aproximadamente el 95% hasta el 98% usando cromatografía, y el rendimiento aumentó desde aproximadamente el 65% hasta el 85%.Pequeños aumentos porcentuales marcan la diferencia con respecto a medidas sensibles como la pureza. El gran inconveniente del uso de la cromatografía tiene que ver con la economía del proceso. Aunque el método fue eficiente desde el punto de vista del procesamiento, adquirir el equipo necesario es una gran tarea. La maquinaria grande es necesaria y, durante mucho tiempo, la falta de disponibilidad de equipos no propició su uso generalizado. Los componentes están más disponibles ahora, pero todavía es un trabajo en progreso.Los componentes están más disponibles ahora, pero todavía es un trabajo en progreso.Los componentes están más disponibles ahora, pero todavía es un trabajo en progreso.

Evolución

Artículo principal: Evolución del veneno de serpiente

El veneno evolucionó solo una vez entre todos los Toxicofera hace unos 170 millones de años, y luego se diversificó en la enorme diversidad de veneno que se ve hoy. ^[17] El veneno original de toxicoferan era un conjunto muy simple de proteínas que se ensamblaban en un par de glándulas. Posteriormente, este conjunto de proteínas evolucionó de forma independiente en los diversos linajes de toxicoferans, incluidos Serpentes , Anguimorpha e Iguania . ^[18] Desde entonces, varios linajes de serpientes han perdido la capacidad de producir veneno, a menudo debido a un cambio en la dieta o un cambio en las tácticas depredadoras. ^[17] Se cree que la evolución del veneno es responsable de la enorme expansión de las serpientes en todo el mundo. ^[17][19]

El mecanismo de evolución en la mayoría de los casos ha sido la duplicación de genes en tejidos no relacionados con el veneno, seguida de la expresión de la nueva proteína en la glándula del veneno. ^[18] Esto fue seguido por la selección natural de rasgos adaptativos siguiendo el modelo de nacimiento y muerte, donde la duplicación es seguida por la diversificación funcional, lo que resulta en la creación de proteínas estructuralmente relacionadas que tienen funciones ligeramente diferentes. ^{[17] [18] [20]}El estudio de la evolución del veneno ha sido una alta prioridad para los científicos en términos de investigación científica, debido a la relevancia médica del veneno de serpiente, en términos de investigación sobre el cáncer y el antídoto. Saber más sobre la composición del veneno y las formas en que potencialmente puede evolucionar es muy beneficioso. Tres factores principales afectan la evolución del veneno que se han estudiado de cerca: los depredadores de la serpiente que son resistentes al veneno de la serpiente, las presas que están en una carrera armamentista evolutiva con las serpientes y las dietas específicas que afectan la evolución intraespecífica del veneno. Los venenos continúan evolucionando como toxinas específicas y se modifican para apuntar a una presa específica, y se encuentra que las toxinas varían según la dieta en algunas especies. ^{[21] [22]}

La rápida evolución del veneno también se puede explicar por la carrera armamentista entre las moléculas dirigidas al veneno en depredadores resistentes, como la zarigüeya , y el veneno de serpiente que se dirige a las moléculas. Los científicos realizaron experimentos con las zarigüeyas y encontraron que múltiples ensayos mostraron reemplazo a sustituciones silenciosas en el factor von Willebrand ( vWf) gen que codifica una proteína sanguínea hemostática dirigida al veneno. Se cree que estas sustituciones debilitan la conexión entre el vWf y un ligando tóxico del veneno de serpiente (botrocetina), que cambia la carga neta y la hidrofobicidad. Estos resultados son importantes para la evolución del veneno porque es la primera cita de evolución rápida en una molécula dirigida al veneno. Esto muestra que puede estar ocurriendo una carrera armamentista evolutiva en términos de propósitos defensivos. Las hipótesis alternativas sugieren que la evolución del veneno se debe a la adaptación trófica, mientras que estos científicos creen, en este caso, que la selección se produciría en los rasgos que ayudan a la supervivencia de las presas en términos de evolución del veneno en lugar del éxito de la depredación. Varios otros depredadores de la víbora de pozo (mangostas y erizos) muestran el mismo tipo de relación entre serpientes,lo que ayuda a apoyar la hipótesis de que el veneno tiene un papel defensivo muy fuerte junto con un papel trófico. Lo que a su vez apoya la idea de que la depredación de las serpientes puede ser la carrera armamentista que produce la evolución del veneno de serpiente.^[23]

Algunas de las diversas adaptaciones producidas por este proceso incluyen veneno más tóxico para presas específicas en varios linajes, ^{[22] [24] [25]} proteínas que pre-digieren presas, ^[26] así como un método para rastrear presas después de una morder. ^[27] Una vez se creyó que la presencia de enzimas digestivas en el veneno de serpiente era una adaptación para ayudar a la digestión. Sin embargo, los estudios de la serpiente de cascabel occidental ( Crotalus atrox ), una serpiente con un veneno altamente proteolítico , muestran que el veneno no tiene ningún impacto en el tiempo necesario para que los alimentos pasen por el intestino . ^[28]Estas diversas adaptaciones del veneno también han llevado a un debate considerable sobre la definición de veneno y serpientes venenosas. ^[17]

Inyección

Víboras

En las víboras , que tienen el aparato de entrega de veneno más desarrollado, la glándula del veneno es muy grande y está rodeada por el masetero o músculo temporal , que consta de dos bandas, la superior que surge de detrás del ojo, la inferior que se extiende desde el glándula a la mandíbula. Un conducto transporta el veneno desde la glándula hasta el colmillo. En víboras y elápidos, este surco está completamente cerrado, formando un tubo hipodérmico en forma de aguja. En otras especies, las ranuras no están cubiertas o solo parcialmente cubiertas. Desde la extremidad anterior de la glándula, el conducto pasa por debajo del ojo y por encima del hueso maxilar , hasta el orificio basal del colmillo de veneno, que está envuelto en un pliegue grueso de membrana mucosa.. Por medio del hueso maxilar móvil articulado al hueso prefrontal y conectado con el hueso transversal, que es empujado hacia adelante por los músculos puestos en acción por la apertura de la boca, se erige el colmillo y se descarga el veneno a través del orificio distal. Cuando la serpiente muerde, las mandíbulas se cierran y los músculos que rodean la glándula se contraen, lo que hace que el veneno sea expulsado a través de los colmillos.

Elapids

En los elápidos proteroglifos , los colmillos son tubulares, pero son cortos y no poseen la movilidad que se ve en las víboras.

Colúbridos

Los colúbridos opistoglifos tienen dientes agrandados y acanalados situados en la extremidad posterior del maxilar , donde una pequeña porción posterior de la glándula labial o salival superior produce veneno.

Mecánica de morder

Víbora europea ( Vipera berus ), un colmillo con una pequeña mancha de veneno en el guante, el otro todavía en su lugar

Varios géneros, incluidas las serpientes coralinas asiáticas ( Calliophis ), los áspides excavadores ( Atractaspis ) y las víboras nocturnas ( Causus ), son notables por tener glándulas venenosas excepcionalmente largas, que se extienden a lo largo de cada lado del cuerpo, en algunos casos extendiéndose posterialmente hasta el corazón. En lugar de que los músculos de la región temporal sirvan para presionar el veneno hacia el conducto, esta acción la realizan los del costado del cuerpo.

Se observa una considerable variabilidad en el comportamiento de morder entre las serpientes. Cuando muerden, las serpientes viperidas a menudo atacan rápidamente, descargando veneno cuando los colmillos penetran en la piel y luego se liberan de inmediato. Alternativamente, como en el caso de una respuesta de alimentación, algunos viperidos (por ejemplo, Lachesis ) muerden y retienen. Un proteroglifo u opistoglifo puede cerrar sus mandíbulas y morder o masticar firmemente durante un tiempo considerable.

Las diferencias en la longitud de los colmillos entre las diversas serpientes venenosas se deben probablemente a la evolución de diferentes estrategias de ataque. ^[29]

Mecánica de escupir

Las cobras escupidoras de los géneros Naja y Hemachatus , cuando están irritadas o amenazadas, pueden expulsar arroyos o un rocío de veneno a una distancia de 4 a 8 pies. Los colmillos de estas serpientes han sido modificados con el propósito de escupir; dentro de los colmillos, el canal hace una curva de 90 ° hacia la parte frontal inferior del colmillo. Los escupidores pueden escupir repetidamente y aun así dar un mordisco fatal.

Escupir es solo una reacción defensiva. Las serpientes tienden a apuntar a los ojos de una amenaza percibida. Un golpe directo puede causar un shock temporal y ceguera a través de una inflamación severa de la córnea y la conjuntiva . Aunque por lo general no se producen síntomas graves si el veneno se elimina inmediatamente con abundante agua, la ceguera puede volverse permanente si no se trata. El contacto breve con la piel no es inmediatamente peligroso, pero las heridas abiertas pueden ser vectores de envenenamiento.

Efectos fisiológicos

Los cuatro tipos distintos de veneno actúan sobre el cuerpo de manera diferente:

• El veneno proteolítico desmantela el entorno molecular, incluso en el lugar de la picadura.
• El veneno hemotóxico actúa sobre el sistema cardiovascular, incluidos el corazón y la sangre.
• El veneno neurotóxico actúa sobre el sistema nervioso, incluido el cerebro.
• El veneno citotóxico tiene una acción localizada en el sitio de la picadura.

Serpientes proteroglifas

El efecto del veneno de proteroglyphous serpientes ( serpientes de mar , kraits , mambas , serpientes negras , serpientes tigre , y víboras de la muerte ) es principalmente en el sistema nervioso , respiratorio parálisis se produce rápidamente por lo que el veneno en contacto con el mecanismo nervioso central que controla la respiración; el dolor y la hinchazón local que siguen a una mordedura no suelen ser graves. La mordedura de todos los elápidos proteroglifos, incluso de los más pequeños y mansos, como las serpientes coralinas., es, hasta donde se sabe, mortal para los humanos. Sin embargo, quedan algunos elápidos levemente venenosos, como las serpientes encapuchadas ( Parasuta ), bandy-bandies ( Vermicella ), etc.

Víboras

El veneno de víbora ( víbora de Russell , víboras de escamas de sierra , matorrales y serpientes de cascabel ) actúa más sobre el sistema vascular, provocando la coagulación de la sangre y la coagulación de las arterias pulmonares; su acción sobre el sistema nervioso no es grande, no parece detectarse ningún grupo individual de células nerviosas y el efecto sobre la respiración no es tan directo; la influencia sobre la circulación explica la gran depresión, que es un síntoma del envenenamiento por viperina. El dolor de la herida es severo y es seguido rápidamente por hinchazón y decoloración. Los síntomas producidos por la mordedura de las víboras europeas son así descritos por Martin y Lamb: ^[30]

La mordedura es seguida inmediatamente por el dolor local de carácter ardiente; la extremidad pronto se hincha y se decolora, y en una a tres horas aparece una gran postración, acompañada de vómitos y, a menudo , diarrea . Es habitual la transpiración fría y húmeda. El pulso se vuelve extremadamente débil y se pueden observar leves disnea e inquietud. En casos severos, que ocurren principalmente en niños, el pulso puede volverse imperceptible y las extremidades frías; el paciente puede entrar en coma. En de doce a veinticuatro horas estos severos síntomas constitucionales suelen desaparecer; pero mientras tanto, la hinchazón y la decoloración se han extendido enormemente. La extremidad se vuelve flemonosa y ocasionalmente supura. En unos pocos días, la recuperación suele ocurrir de forma algo repentina, pero la muerte puede ser el resultado de una depresión grave o de los efectos secundarios de la supuración . Que los casos de muerte, tanto en adultos como en niños, no son infrecuentes en algunas partes del continente se menciona en el último capítulo de esta Introducción.

Los Viperidae difieren mucho entre ellos en la toxicidad de sus venenos. Algunos, como la víbora de Russell indio ( Daboia russelli ) y la víbora de escamas de sierra ( E. carinatus ); las serpientes cascabel americanas ( Crotalus spp.), bushmasters ( Lachesis spp.) y puntas de lanza ( Bothrops spp.); y las víboras africanas ( Bitis spp.), las víboras nocturnas ( Causus spp.) y las víboras cornudas ( Cerastesspp.), causan resultados fatales a menos que se aplique rápidamente un remedio. La picadura de las víboras europeas más grandes puede ser muy peligrosa y seguida de resultados fatales, especialmente en los niños, al menos en las partes más cálidas del continente; mientras que la pequeña víbora de pradera ( Vipera ursinii ), que casi nunca muerde a menos que se manipule con brusquedad, no parece poseer un veneno muy virulento, y aunque es muy común en algunas partes de Austria y Hungría , no se sabe que haya causado una accidente grave.

Colúbridos opistoglifos

Los biólogos sabían desde hacía mucho tiempo que algunas serpientes tenían colmillos traseros, mecanismos de inyección de veneno "inferiores" que podían inmovilizar a sus presas; aunque se registraron algunas muertes, hasta 1957, la posibilidad de que tales serpientes fueran mortales para los humanos parecía como mucho remota. La muerte de dos prominentes herpetólogos, Robert Mertens y Karl Schmidt , por mordeduras de colúbridos africanos, cambió esa evaluación, y los eventos recientes revelan que varias otras especies de serpientes de colmillos traseros tienen venenos que son potencialmente letales para los grandes vertebrados.

Los venenos de Boomslang ( Dispholidus typus ) y culebra ramita ( Thelotornis spp.) Son tóxicos para las células sanguíneas y diluyen la sangre (hemotóxico, hemorrágico). Los primeros síntomas incluyen dolores de cabeza, náuseas, diarrea, letargo, desorientación mental, hematomas y sangrado en el sitio y en todas las aberturas del cuerpo. La exanguinación es la principal causa de muerte por tal mordedura.

El veneno del boomslang es la más potente de todas las serpientes de colmillos traseros del mundo según LD ₅₀ . Aunque su veneno puede ser más potente que el de algunas víboras y elápidos, causa menos muertes debido a varios factores (por ejemplo, la efectividad de los colmillos no es alta en comparación con muchas otras serpientes, la dosis de veneno administrada es baja y los boomslangs son generalmente menores). agresivo en comparación con otras serpientes venenosas como cobras y mambas). Los síntomas de una mordedura de estas serpientes incluyen náuseas y hemorragia interna, y uno podría morir por una hemorragia cerebral y un colapso respiratorio .

Serpientes Aglyphous

Los experimentos realizados con la secreción de la glándula parótida de Rhabdophis y Zamenis han demostrado que incluso las serpientes aglyfas no están completamente desprovistas de veneno, y apuntan a la conclusión de que la diferencia fisiológica entre las llamadas serpientes venenosas e inofensivas es solo de grado, justo ya que existen varios pasos en la transformación de una glándula parótida ordinaria en una glándula venenosa o de un diente sólido en un colmillo tubular o estriado.

Uso de veneno de serpiente para tratar enfermedades

Dado que el veneno de serpiente contiene muchos ingredientes biológicamente activos, algunos pueden ser útiles para tratar enfermedades. ^[31]

Por ejemplo, se ha descubierto que las fosfolipasas de tipo A2 (PLA2) de las víboras tunecinas Cerastes cerastes y Macrovipera lebetina tienen actividad antitumoral. ^[32] También se ha informado de la actividad anticancerígena de otros compuestos en el veneno de serpiente. ^{[33] [34] Las} PLA2 hidrolizan los fosfolípidos, por lo que podrían actuar sobre las superficies de las células bacterianas, proporcionando nuevas actividades antimicrobianas (antibióticas). ^[35]

La actividad analgésica ( analgésica ) de muchas proteínas del veneno de serpiente se conoce desde hace mucho tiempo. ^{[36] [37]} Sin embargo, el principal desafío es administrar proteínas a las células nerviosas, ya que las proteínas generalmente no se pueden aplicar como píldoras.

Inmunidad

Entre serpientes

La cuestión de si las serpientes individuales son inmunes a su propio veneno aún no se ha resuelto definitivamente, aunque se conoce un ejemplo de una cobra que se autoenveneció, lo que resultó en un gran absceso que requirió intervención quirúrgica, pero que no mostró ninguno de los otros efectos que habrían tenido. demostró ser rápidamente letal en especies de presa o en humanos. ^[38] Además, ciertas especies inofensivas, como la serpiente rey común de América del Norte ( Lampropeltis getula ) y la mussurana de América Central y del Sur ( Clelia spp.), Son resistentes al veneno de las crotalinas. , que frecuentan los mismos distritos, y que son capaces de dominar y alimentarse. La culebra gallina ( Spilotes pullatus ) es enemiga del fer-de-lance ( Bothrops caribbaeus ) en Santa Lucía, y en sus encuentros, la culebra gallina es invariablemente la vencedora. Experimentos repetidos han demostrado que la culebra europea ( Natrix natrix ) no se ve afectada por la picadura de la víbora europea ( Vipera berus ) y el áspid europeo ( Vipera aspis).), debido a la presencia, en la sangre de la inofensiva serpiente, de principios tóxicos secretados por las glándulas parótidas y labiales, y análogos a los del veneno de estas víboras. Varias especies de serpientes rata de América del Norte, así como serpientes rey, han demostrado ser inmunes o altamente resistentes al veneno de las especies de serpientes de cascabel. Se dice que la cobra real, que se alimenta de cobras, es inmune a su veneno.

Entre otros animales

Se sabe que el erizo (Erinaceidae), la mangosta (Herpestidae), el tejón de miel ( Mellivora capensis ), la zarigüeya y algunas otras aves que se alimentan de serpientes son inmunes a una dosis de veneno de serpiente. ^{[ citación necesitada ]} Recientemente, se descubrió que el tejón de miel y el cerdo doméstico tenían reemplazos de aminoácidos evolucionados de manera convergente en su receptor nicotínico de acetilcolina, que se sabe que confieren resistencia a las alfa-neurotoxinas en los erizos. ^[39] Si el cerdopuede considerarse inmune es aún incierto, aunque los primeros estudios muestran resistencia endógena en cerdos probados contra neurotoxinas. ^[40] Aunque la capa de grasa subcutánea del cerdo puede protegerlo contra el veneno de serpiente, la mayoría de los venenos pasan fácilmente a través de las capas de grasa vascular, por lo que es poco probable que contribuya a su capacidad para resistir los venenos. El lirón de jardín ( Eliomys quercinus ) se ha agregado recientemente a la lista de animales refractarios al veneno de víbora. Algunas poblaciones de ardilla de tierra de California ( Otospermophilus beecheyi ) son al menos parcialmente inmunes al veneno de la serpiente de cascabel en la edad adulta.

Entre los humanos

La adquisición de inmunidad humana contra el veneno de serpiente es antigua (alrededor del 60 d.C., tribu Psylli ). La investigación sobre el desarrollo de vacunas que conducirán a la inmunidad está en curso. Bill Haast , propietario y director del Miami Serpentarium, se inyectó veneno de serpiente durante la mayor parte de su vida adulta, en un esfuerzo por desarrollar una inmunidad a una amplia gama de serpientes venenosas, en una práctica conocida como mitridatismo . Haast vivió hasta los 100 años y sobrevivió a 172 mordeduras de serpientes. Donó su sangre para ser utilizada en el tratamiento de víctimas de mordeduras de serpiente cuando no se disponía de un antiveneno adecuado. Se recuperaron más de 20 personas así tratadas. ^{[41] [42] [43]}El investigador aficionado Tim Friede también permite que serpientes venenosas lo muerdan con la esperanza de que se desarrolle una vacuna contra el veneno de serpiente, y ha sobrevivido a más de 160 picaduras de diferentes especies hasta enero de 2016 ^[44].

Tratamientos tradicionales

La Organización Mundial de la Salud estima que el 80% de la población mundial depende de la medicina tradicional para sus necesidades de atención primaria de salud. ^{[45] Los} métodos de los tratamientos tradicionales de las mordeduras de serpientes, aunque de eficacia cuestionable y quizás incluso dañinos, son sin embargo relevantes.

Las plantas que se usan para tratar las mordeduras de serpientes en Trinidad y Tobago se elaboran en tinturas con alcohol o aceite de oliva y se guardan en frascos de ron llamados botellas de serpientes, que contienen varias plantas y / o insectos diferentes. Las plantas utilizadas incluyen la enredadera llamada escalera de mono ( Bauhinia cumanensis o Bauhinia excisa , Fabaceae), que se machaca y se pone en la picadura. Alternativamente, se hace una tintura con un trozo de vid y se guarda en una botella de serpiente. Otras plantas utilizadas incluyen raíz de estera ( Aristolochia rugosa ), uña de gato ( Pithecellobim unguis-cati ), tabaco ( Nicotiana tabacum ), arbusto de serpiente ( Barleria lupulina ), semilla de obie ( Cola nitida ) y raíz de gri gri silvestre (Acrocomia aculeata ). Algunas botellas de serpientes también contienen orugas ( Battus polydamas , Papilionidae) que comen hojas de árboles ( Aristolochia trilobata ). Los medicamentos de emergencia para serpientes se obtienen masticando un trozo de tres pulgadas de la raíz de bois canôt ( Cecropia peltata ) y administrando esta solución de raíz masticada al sujeto mordido (generalmente un perro de caza). Esta es una planta nativa común de América Latina y el Caribe, lo que la hace apropiada como remedio de emergencia. Otra planta autóctona utilizada es el mardi gras ( Renealmia alpinia ) (bayas), que se tritura junto con el jugo de la caña silvestre ( Costus scaber) y entregado a los mordidos. Las soluciones rápidas han incluido la aplicación de tabaco masticado de cigarrillos, puros o pipas. ^[46] En el pasado se pensaba que era útil hacer cortes alrededor del pinchazo o succionar el veneno, pero este curso de tratamiento ahora se desaconseja enfáticamente, debido al riesgo de autoenvenenamiento a través de cortes con cuchillo o cortes en la boca (ventosas de los kits de mordedura de serpiente, pero la succión rara vez proporciona un beneficio medible). ^{[47] [48]}

Seroterapia

Especialmente digno de mención es el progreso en cuanto a la reacción defensiva mediante la cual la sangre puede volverse a prueba del veneno, mediante procesos similares a la vacunación: seroterapia antídoto. Los estudios han demostrado que los sueros antitóxicos no actúan como antídotos químicos para destruir el veneno, sino como antídotos fisiológicos; que, además de las glándulas del veneno, las serpientes poseen otras glándulas que suministran a su sangre sustancias antagónicas al veneno, como las que también existen en varios animales refractarios al veneno de serpientes, el erizo y la mangosta por ejemplo.

Especificidad regional del veneno

Desafortunadamente, la especificidad de los diferentes venenos de serpiente es tal que, incluso cuando la acción fisiológica parece idéntica, las inyecciones de suero o las inoculaciones directas graduadas confieren inmunidad hacia una especie o solo unas pocas especies afines.

Así, un europeo en Australia que se había vuelto inmune al veneno de la mortal serpiente tigre australiana ( Notechis scutatus ), manipulaba estas serpientes con impunidad, y tenía la impresión de que su inmunidad se extendía también a otras especies, al ser mordido por una cabeza de cobre de las tierras bajas. ( Austrelaps superbus ), un elapino aliado, murió al día siguiente.

En la India , se ha descubierto que el suero preparado con el veneno de la cobra monóculo Naja kaouthia no tiene efecto sobre el veneno de dos especies de kraits ( Bungarus ), la víbora de Russell ( Daboia russelli ), la víbora de escamas de sierra ( Echis carinatus ) y Víbora de pozo del Papa ( Trimeresurus popeiorum ). El suero de víbora de Russell no tiene efecto sobre los venenos de colubrina o los de Echis y Trimeresurus .

En Brasil , el suero preparado con veneno de puntas de lanza ( Bothrops spp.) No actúa sobre el veneno de cascabel ( Crotalus spp.).

El tratamiento con antiveneno para mordeduras de serpiente debe coincidir con el tipo de envenenamiento que ha ocurrido. En las Américas, se encuentran disponibles antivenenos polivalentes que son efectivos contra las picaduras de la mayoría de las víboras de pozo. Crofab es el antiveneno desarrollado para tratar la picadura de víboras norteamericanas. ^[49] Estos no son efectivos contra el envenenamiento por serpientes de coral , que requiere un antiveneno específico para su veneno neurotóxico. La situación es aún más compleja en países como India, con su rica mezcla de víboras (Viperidae) y cobras y kraits altamente neurotóxicos de Elapidae.

Este artículo está basado en el libro de 1913 The Snakes of Europe , de GA Boulenger, que ahora es de dominio público en los Estados Unidos (y posiblemente en otros lugares). Debido a su antigüedad, el texto de este artículo no debe verse necesariamente como un reflejo del conocimiento actual del veneno de serpiente.

Ver también

• Antiveneno
• Venomoide
• Mordedura de serpiente
• Toxicofera

Referencias

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Enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el veneno de serpiente .

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