Cómo funciona el veneno de serpiente y tipos de veneno

Veneno de serpiente

El veneno de serpiente es el fluido venenoso, típicamente amarillo almacenado en las glándulas salivales modificadas de las serpientes venenosas. Hay cientos de especies de serpientes venenosas que dependen del veneno que producen para debilitar e inmovilizar a sus presas.

El veneno se compone de una combinación de proteínas, enzimas y otras sustancias moleculares. Estas sustancias tóxicas trabajan para destruir las células, interrumpir los impulsos nerviosos o ambos. Las serpientes usan su veneno con cautela, inyectando cantidades suficientes para desactivar a su presa o para defenderse de los depredadores.

El veneno de serpiente funciona al descomponer las células y los tejidos, lo que puede provocar parálisis, hemorragia interna y la muerte de la víctima de la mordedura de serpiente. Para que el veneno tenga efecto, debe inyectarse en los tejidos o entrar en el torrente sanguíneo. Si bien el veneno de serpiente es venenoso y mortal, los investigadores también usan componentes de veneno de serpiente para desarrollar medicamentos para tratar enfermedades humanas.

¿Qué hay en el veneno de serpiente?

Veneno de serpiente

El veneno de serpiente es la secreción de fluido de las glándulas salivales modificadas de las serpientes venenosas. Las serpientes dependen del veneno para paralizar las presas y ayudar en el proceso digestivo.

El componente principal del veneno de serpiente es la proteína. Estas proteínas tóxicas son la causa de la mayoría de los efectos nocivos del veneno de serpiente. También contiene enzimas, que ayudan a acelerar las reacciones químicas que rompen los enlaces químicos entre las moléculas grandes. Estas enzimas ayudan en la descomposición de carbohidratos, proteínas, fosfolípidos y nucleótidos en la presa. Las enzimas tóxicas también funcionan para disminuir la presión arterial, destruir los glóbulos rojos e inhibir el control muscular.

Un componente adicional del veneno de serpiente es la toxina polipeptídica. Los polipéptidos son cadenas de aminoácidos, que consisten en 50 o menos aminoácidos. Las toxinas polipeptídicas interrumpen las funciones celulares que conducen a la muerte celular.

Algunos componentes tóxicos del veneno de serpiente se encuentran en todas las especies de serpientes venenosas, mientras que otros componentes se encuentran solo en especies específicas.

Tres tipos principales de veneno de serpiente: citotoxinas, neurotoxinas y hemotoxinas

Veneno de serpiente

Aunque los venenos de serpiente están compuestos por una compleja colección de toxinas, enzimas y sustancias no tóxicas, históricamente se han clasificado en tres tipos principales: citotoxinas, neurotoxinas y hemotoxinas. Otros tipos de toxinas de serpiente afectan tipos específicos de células e incluyen cardiotoxina, myotoxins y nephrotoxins.

Las citotoxinas son sustancias venenosas que destruyen las células del cuerpo. Las citotoxinas conducen a la muerte de la mayoría o todas las células de un tejido u órgano, una condición conocida como necrosis. Algunos tejidos pueden experimentar necrosis licuefactiva en la que el tejido se licua parcial o completamente.

Las citotoxinas ayudan a digerir parcialmente a la presa incluso antes de comerla. Las citotoxinas generalmente son específicas para el tipo de célula que impactan. Las cardiotoxinas son citotoxinas que dañan las células del corazón.

Las micotoxinas se dirigen y disuelven las células musculares. Las nefrotoxinas destruyen las células del riñón. Muchas especies de serpientes venenosas tienen una combinación de citotoxinas y algunas también pueden producir neurotoxinas o hemotoxinas.

Las citotoxinas destruyen las células al dañar la membrana celular e inducir la lisis celular. También pueden causar que las células experimenten muerte celular programada o apoptosis. La mayor parte del daño tisular observable causado por las citotoxinas ocurre en el sitio de la picadura.

Las neurotoxinas son sustancias químicas venenosas para el sistema nervioso. Las neurotoxinas funcionan al interrumpir las señales químicas ( neurotransmisores ) que se envían entre las neuronas. Pueden reducir la producción de neurotransmisores o bloquear los sitios de recepción de neurotransmisores.

Otras neurotoxinas de serpiente funcionan bloqueando los canales de calcio voltaje dependientes  y los canales de potasio dependientes de voltaje. Estos canales son importantes para la transducción de señales a lo largo de las neuronas.

Las neurotoxinas causan parálisis muscular que también puede causar dificultad respiratoria y la muerte. Las serpientes de la familia Elapidae típicamente producen veneno neurotóxico. Estas serpientes tienen colmillos pequeños y erectos e incluyen cobras, mambas, serpientes marinas, víboras de muerte y serpientes de coral.

Los ejemplos de neurotoxinas de serpiente incluyen:

  • Calciseptina: esta neurotoxina interrumpe la transducción de impulsos nerviosos al bloquear los canales de calcio dependientes de voltaje. Las mambas negras usan este tipo de veneno.
  • La cobrotoxina, producida por cobras, bloquea los receptores de acetilcolina nicotínicos dando como resultado la parálisis.
  • Calcicludine: Al igual que el calciseptin, esta neurotoxina bloquea los canales de calcio dependientes de voltaje que interrumpen las señales nerviosas. Se encuentra en Mamba verde oriental.
  • La fasciculina-I, que también se encuentra en Mamba verde oriental, inhibe la función de la acetilcolinesterasa, lo que provoca movimientos musculares incontrolables, convulsiones y parálisis respiratoria.
  • La calliotoxina, producida por la serpiente coral azul, se dirige a los canales de sodio y evita que se cierren, lo que produce la parálisis de todo el cuerpo.

Las hemotoxinas son venenos sanguíneos que tienen efectos citotóxicos y también alteran los procesos normales de coagulación sanguínea. Estas sustancias funcionan al hacer que los glóbulos rojos se rompan, al interferir con los factores de coagulación de la sangre y al causar la muerte del tejido y el daño a los órganos.

La destrucción de los glóbulos rojos y la incapacidad de la sangre para coagular causa una hemorragia interna grave. La acumulación de glóbulos rojos muertos también puede alterar la función renal adecuada.

Mientras que algunas hemotoxinas inhiben la coagulación de la sangre, otras causan que las plaquetas y otras células sanguíneas se agrupen. Los coágulos resultantes bloquean la circulación sanguínea a través de los vasos sanguíneos y pueden provocar insuficiencia cardíaca. Las serpientes de la familia Viperidae, incluidas las víboras y las víboras, producen hemotoxinas.

Sistema de entrega e inyección del veneno de serpiente

Veneno de serpiente

La mayoría de las serpientes venenosas inyectan veneno en sus presas con sus colmillos. Los colmillos son altamente efectivos para liberar veneno a medida que perforan los tejidos y permiten que el veneno fluya hacia la herida. Algunas serpientes también pueden escupir o expulsar veneno como un mecanismo de defensa.

Los sistemas de inyección de veneno contienen cuatro componentes principales: glándulas de veneno, músculos, conductos y colmillos.

  • Glándulas de Veneno: Estas glándulas especializadas se encuentran en la cabeza y sirven como sitios de producción y almacenamiento para el veneno.
  • Músculos: los músculos en la cabeza de la serpiente cerca de las glándulas del veneno ayudan a exprimir el veneno de las glándulas.
  • Conductos: los conductos proporcionan un camino para el transporte del veneno desde las glándulas hasta los colmillos.
  • Colmillos: estas estructuras son dientes modificados con canales que permiten la inyección de veneno.

Las serpientes de la familia Viperidae tienen un sistema de inyección muy desarrollado. El veneno se produce y almacena continuamente en las glándulas de veneno. Antes de que las víboras muerdan a su presa, levantan sus colmillos delanteros. Después de la picadura, los músculos alrededor de las glándulas fuerzan parte del veneno a través de los conductos y hacia los canales de colmillos cerrados. La cantidad de veneno inyectado está regulada por la serpiente y depende del tamaño de la presa. Por lo general, las víboras liberan a sus presas después de inyectar el veneno. La serpiente espera que el veneno tenga efecto e inmoviliza a la presa antes de que consuma al animal.

Las serpientes de la familia Elapidae (por ejemplo, cobras, mambas) tienen un sistema de administración e inyección de veneno similar al de las víboras. A diferencia de las víboras, los élapidos no tienen colmillos frontales móviles. La víbora de la muerte es la excepción a esto entre elapidaes. La mayoría de los élapidos tienen colmillos cortos y pequeños que están fijos y permanecen erectos. Después de morder a su presa, las elapidaes típicamente mantienen su apretón y mastican para asegurar la penetración óptima del veneno.

Las serpientes venenosas de la familia Colubridae tienen un solo canal abierto en cada colmillo que sirve como pasadizo para el veneno. Los colúbridos venenosos típicamente tienen colmillos posteriores fijos y mastican a sus presas mientras se inyectan veneno. El veneno de Colubridae tiende a tener menos efectos nocivos en los humanos que el veneno de los elapidos o víboras. Sin embargo, el veneno del boomslang y la serpiente ramita ha resultado en muertes humanas.

¿Puede el veneno de serpiente dañar a las serpientes?

Veneno de serpiente

Dado que algunas serpientes usan veneno para matar a su presa, ¿por qué no se daña a la serpiente cuando come al animal envenenado? Las serpientes venenosas no se ven perjudicadas por el veneno utilizado para matar a sus presas porque el componente principal del veneno de serpiente es la proteína.

Las toxinas basadas en proteínas se deben inyectar o absorber en los tejidos corporales o en el torrente sanguíneo para que sean efectivas. Ingerir o tragar veneno de serpiente no es dañino porque las toxinas a base de proteínas se descomponen por los ácidos del estómago y las enzimas digestivas en sus componentes básicos. Esto neutraliza las toxinas proteínicas y las descompne en aminoácidos. Sin embargo, si las toxinas entraran en la circulación sanguínea, los resultados podrían ser mortales.

Las serpientes venenosas tienen muchas salvaguardas para ayudarlas a permanecer inmunes o menos susceptibles a su propio veneno. Las glándulas del veneno de serpiente están posicionadas y estructuradas de una manera que evita que el veneno fluya hacia el cuerpo de la serpiente. Las serpientes venenosas también tienen anticuerpos o antivenenos contra sus propias toxinas para protegerlas contra la exposición, por ejemplo, si fueron mordidas por otra serpiente de la misma especie.

Los investigadores también descubrieron que las cobras tienen receptores de acetilcolina modificados en sus músculos, que evitan que sus propias neurotoxinas se unan a estos receptores. Sin estos receptores modificados, la neurotoxina de serpiente sería capaz de unirse a los receptores resultando en parálisis y muerte.

Los receptores de acetilcolina modificados son la clave de por qué las cobras son inmunes al veneno de la cobra. Si bien las serpientes venenosas pueden no ser vulnerables a su propio veneno, son vulnerables al veneno de otras serpientes venenosas.

Veneno de serpiente y medicina

veneno de serpiente

Además del desarrollo de anti-veneno o antídoto, el estudio de los venenos de serpientes y sus acciones biológicas se ha vuelto cada vez más importante para el descubrimiento de nuevas formas de combatir las enfermedades humanas.

Algunas de estas enfermedades incluyen apoplejía, enfermedad de Alzheimer, cáncer y trastornos cardíacos. Dado que las toxinas de las serpientes se dirigen a las células específicas, los investigadores están investigando los métodos por los cuales estas toxinas funcionan para desarrollar fármacos que puedan dirigirse a células específicas.

El análisis de los componentes del veneno de serpiente ha ayudado a desarrollar analgésicos más potentes y anticoagulantes más efectivos.

Los investigadores han utilizado las propiedades anticoagulantes de las hemotoxinas para desarrollar medicamentos para el tratamiento de la presión arterial alta, trastornos sanguíneos y ataques cardíacos. Las neurotoxinas se han usado en el desarrollo de medicamentos para el tratamiento de enfermedades cerebrales y accidentes cerebrovasculares.

El primer fármaco basado en veneno de serpiente desarrollado y aprobado por la FDA fue captopril, derivado de la víbora brasileña y utilizado para el tratamiento de la presión arterial alta. Otras drogas derivadas del veneno incluyen eptifibatide ( serpiente de cascabel ) y tirofiban (víbora de escala de sierra africana) para el tratamiento de ataque cardíaco y dolor de pecho.

Galería

Fuente:
http://biblioteca.org.ar/libros/6755.pdf
Dr. Jesús M.’Jiménez Porras, M.Q.C., M.S., Ph.D.»BIOQUIMICA, FARMACOLOGIA y FISIOPATOLOGIA
DE LOS VENENOS DE SERPIENTES»

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