Amatoxina

Amatoxina es el nombre colectivo de un subgrupo de al menos nueve compuestos tóxicos relacionados que se encuentran en tres géneros de hongos venenosos (Amanita, Galerina y Lepiota) y una especie del género Pholiotina. Las amatoxinas son muy potentes; tan solo la mitad de una tapa de hongo puede causar daño hepático grave si se ingiere.

Estructura

Los compuestos tienen una estructura similar, la de ocho residuos de aminoácidos dispuestos en un motivo macrobicíclico conservado (una estructura pentacíclica general al contar los anillos inherentes a la prolina y los residuos prodigados por triptófanos); fueron aislados en 1941 por Heinrich O. Wieland y Rudolf Hallermayer. Todas las amatoxinas son péptidos cíclicos que se sintetizan como proproteínas de 35 aminoácidos, de los cuales los ocho aminoácidos finales son cleavados por una oligopeptidasa prol. La secuencia de aminoácidos esquemáticos de amatoxinas es Ile-Trp-Gly-Ile-Gly-Cys-Asn-Pro con enlace cruzado entre Trp y Cys a través de la sulfoxida (S=O) la humedad e hidroxilación en variantes de la molécula; las enzimas para estos pasos de procesamiento permanecen desconocidas.

Actualmente hay diez amatoxinas con nombre:

Se ha informado sobre δ-amanitina, pero no se ha determinado su estructura química.

Relaciones familiares

La amanitina está muy relacionada con las faloidinas, que son toxinas bicíclicas de 7 residuos. Ambas forman parte de la familia de proteínas MSDIN, llamada así por la secuencia altamente conservada de 5 aminoácidos de las preproteínas. Un estudio de investigación de 2014 determinó que existe una cantidad significativa de secuencias MSDIN no caracterizadas en los genomas de Amanita.

Mecanismo

Las amatoxinas son inhibidores potentes y selectivos de la ARN polimerasa II, una enzima vital en la síntesis de ARN mensajero (ARNm), microARN y ARN nuclear pequeño (ARNsn). Sin ARNm, que es la plantilla para la síntesis de proteínas, el metabolismo celular se detiene y sobreviene la apoptosis. La ARN polimerasa de Amanita phalloides tiene mutaciones que la hacen insensible a los efectos de las amatoxinas; por tanto, el hongo no se envenena.

Las amatoxinas pueden viajar a través del torrente sanguíneo para llegar a los órganos del cuerpo. Si bien estos compuestos pueden dañar muchos órganos, los daños al hígado y al corazón provocan muertes. A nivel molecular, las amatoxinas causan daño a las células de estos órganos al provocar perforaciones en las membranas plasmáticas dando como resultado orgánulos mal ubicados que normalmente se encuentran en el citoplasma y se encuentran en la matriz extracelular. La beta-amanitina también es un inhibidor de la ARN polimerasa II y la ARN polimerasa III de eucariotas y, como resultado, de la síntesis de proteínas de los mamíferos. No se ha encontrado que inhiba la ARN polimerasa I o la ARN polimerasa bacteriana. Debido a que inactiva las ARN polimerasas, el hígado no puede reparar el daño y las células del hígado mueren rápidamente.

La alfa-amanitina (α-Amanitina) afecta principalmente a la hélice puente del complejo ARN pol II, un dominio altamente conservado de 35 aminoácidos de longitud. En el extremo N y en el extremo C de esta región hay estructuras bisagra que sufren cambios conformacionales significativos a lo largo del ciclo de adición de nucleótidos y son esenciales para su progresión. Una de las muchas funciones del puente de hélice es facilitar la translocación del ADN. La alfa-amanitina se une a la hélice puente del complejo RNA Pol II y también se une a parte del complejo que está adyacente a la hélice puente, mientras se encuentra en una conformación específica. Esta unión bloquea la hélice del puente en su lugar, ralentizando drásticamente su movimiento en la translocación del ADN. La velocidad de translocación del ADN por pol II se reduce de varios miles a unos pocos nucleótidos por minuto.

Síntomas de exposición

Tras la exposición a amatoxinas, el hígado es el principal órgano afectado, ya que es el órgano que se encuentra por primera vez después de la absorción en el tracto gastrointestinal. No hay evidencia de que las amatoxinas se absorban a través de la piel. Un estudio realizado en ratones muestra que la alfa-amanitina no se absorbe a través de la piel y, por lo tanto, no puede tener ningún efecto tóxico. Más específicamente, la exposición a amatoxinas puede causar irritación del tracto respiratorio, dolor de cabeza, mareos, náuseas, dificultad para respirar, tos, insomnio, diarrea, trastornos gastrointestinales, dolor de espalda, frecuencia urinaria, daño hepático y renal o la muerte si se ingiere o inhala. . Para la β-amanitina, no se ha realizado ningún estudio toxicológico completo. Sin embargo, las hojas de datos de seguridad indican que si entra en contacto con la piel, puede causar irritación, quemaduras, enrojecimiento, dolor intenso y podría absorberse a través de la piel, provocando efectos similares a la exposición por inhalación e ingestión. El contacto con los ojos puede provocar irritación, quemaduras corneales y daños oculares. Las personas con trastornos preexistentes de la piel, los ojos o el sistema nervioso central, o insuficiencia hepática, renal o pulmonar pueden ser más susceptibles a los efectos de esta sustancia.

La intoxicación por amatoxina muestra un patrón clínico bifásico. A un período inicial (12 a 24 horas) de síntomas agudos le sigue un período de relativo bienestar que dura de 12 a 24 horas. Después de este período, sobrevienen insuficiencia hepática y renal y la muerte suele ocurrir a partir del día 2 en adelante.

La dosis letal mínima estimada es de 0,1 mg/kg o de 7 a 10 miligramos de toxina en adultos. Su rápida absorción intestinal, junto con su termoestabilidad, conducen a un rápido desarrollo de efectos tóxicos en un período de tiempo relativamente corto. Los efectos más graves son la hepatitis tóxica con necrosis centrolobulillar y esteatosis hepática, así como la nefropatía tubulointersticial aguda, que en conjunto inducen insuficiencia hepática e insuficiencia renal graves.

Tratamiento

Hay muchos tratamientos anecdóticos y parcialmente estudiados que se utilizan en todo el mundo. Un estudio en ratones mostró resultados nulos para todos los tratamientos estudiados. Los tratamientos que no mostraron ningún valor discernible incluyeron N-acetilcisteína, bencilpenicilina, cimetidina, ácido tióctico y silibina.

El tratamiento implica dosis altas de penicilina, así como cuidados de apoyo en casos de lesión hepática y renal. La silibinina, un producto que se encuentra en el cardo mariano, es un antídoto potencial contra la intoxicación por amatoxina, aunque es necesario recopilar más datos. Se presta especial atención al mantenimiento de la estabilidad hemodinámica, aunque si se ha desarrollado un síndrome hepatorrenal, el pronóstico es, en el mejor de los casos, reservado.

Detección

La presencia de amatoxinas en muestras de hongos puede detectarse mediante la prueba de Meixner (también conocida como prueba de Wieland). Las amatoxinas se pueden cuantificar en plasma u orina mediante técnicas cromatográficas para confirmar un diagnóstico de intoxicación en pacientes hospitalizados y en tejidos post mortem para ayudar en una investigación médico-legal de una sospecha de sobredosis fatal.

En 2020, se desarrolló un inmunoensayo de flujo lateral basado en anticuerpos monoclonales que puede detectar amatoxinas de forma rápida y selectiva. Esta prueba detecta con sensibilidad alfa-amanitina y gamma-amanitina (detecta claramente 10 ng/ml) y muestra una detección ligeramente menor para beta-amanitina (0,5 % de reactividad cruzada; 2000 ng/ml). Aunque esta prueba tiene una reacción cruzada con falotoxinas al 0,005% (200.000 ng/ml), las falotoxinas no interferirían en el muestreo de orina y hay casos muy raros en los que un hongo produce falotoxinas sin producir amatoxinas.

Estudios

En un estudio de 2013 sobre la concentración de toxinas en Amanita phalloides se encontró que todas las partes del hongo contenían amatoxinas y se determinó que las concentraciones más altas se encontraban en las branquias y el sombrero con los niveles más bajos. en las esporas y el micelio. Un estudio adicional publicado en 2013 por muchos de los mismos autores no encontró diferencias en la secuencia ITS de Amanita phalloides var. alba pero sí encontró diferentes concentraciones de toxinas. Las branquias y el sombrero de Amanita phalloides var. alba también contenía el nivel más alto con niveles muy bajos observados en las esporas, la volva y el estípite; sin embargo, en esta variante las esporas tenían una mayor concentración de todas las toxinas además de la gamma amanitina que la encontrada en Amanita phalloides. Las esporas de Amanita phalloides var. alba contenía 0,89 mg/g de alfa-amanitina, 0,48 mg/g de beta-amanitina y 0,001 mg/g de gamma-amanitina en contraste con los 2,46, 1,94 y 0,36 mg/g encontrados en las branquias y los 2,40 , 1,75 y 0,27 mg/g que se encuentran en la tapa. La concentración encontrada en branquias, sombrero, estípite y volva de Amanita phalloides var. alba es menor que en Amanita phalloides; sin embargo, se demostró que las esporas contienen una concentración más alta. En ambos estudios, se imprimieron esporas en seis hongos, se secaron y se probaron; el nivel de toxina en todo el hongo se obtuvo al probar la mitad del hongo entero cortado por la mitad, la otra mitad se dividió en secciones de sombrero, branquias, estípite y volva para Pruebe individualmente con las piezas molidas hasta convertirlas en polvo y analizadas como muestras de 1 gramo. En 2010 un estudio sobre Amanita bisporigera, el ángel destructor, determinó que las concentraciones de toxinas en las esporas también eran inferiores a los niveles encontrados en el sombrero o el estípite.

Las amatoxinas son extremadamente tóxicas para los humanos con Amanita phalloides y sus variantes constituyen muchos de los casos de toxicidad fatal después del consumo. Estas toxinas tienen alta estabilidad de calor y esta propiedad combinada con su solubilidad en el agua los hacen excepcionalmente tóxicos ya que no se destruyen por cocinar o secar. Además, las amatoxinas son resistentes a la degradación de enzimas y ácidos, por lo que cuando se ingiere no se inactivan en el tracto gastrointestinal. Un caso mortal fue reportado después de consumir A. phalloides que habían sido congelados durante 7-8 meses, demostrando así que estos compuestos también son resistentes a los procesos de congelación/calado. Además, las amatoxinas se descomponen muy lentamente cuando se almacenan en soluciones abiertas, acuosas o después de una exposición prolongada al sol o la luz de neón.

En 2015, se realizó un estudio de caso sobre un paciente que cocinó y consumió solo las tapas de dos hongos Amanita phalloides y posteriormente fue ingresado en el hospital un día después. El sujeto era un hombre de 61 años con un peso corporal de 67 kg que presentaba fatiga, dolor abdominal, náuseas, vómitos y diarrea. Se recolectaron hongos de la misma región y se los mostraron al paciente para confirmar que eran lo que había comido y se seleccionaron para el estudio dos hongos de aproximadamente el mismo tamaño y nivel de madurez. Estudios anteriores han demostrado que los hongos más jóvenes pueden contener una mayor concentración de toxinas que la que se encuentra en los ejemplares maduros. El peso combinado de las tapas de estos dos hongos fue de 43,4 g frescos o 4,3 g secos y cuando se analizaron se encontró que contenían un total de 21,3 mg de amatoxina distribuida como 11,9 mg de alfa-amanitina, 8,4 mg de beta-amanitina y 1 mg de gamma-amanitina. amanitina. El análisis de la orina del paciente después de 4 días de tratamiento en el hospital mostró una concentración de 2,7 ng/ml de alfa-amanitina y 1,25 ng/ml de beta-amanitina sin detectarse gamma-amanitina. El paciente sobrevivió y fue dado de alta después de 9 días de tratamiento con pruebas de seguimiento que no mostraron signos de daño hepático, pero con base en este caso se estimó que una dosis oral de 0,32 mg de amatoxina por kg de masa corporal podría ser letal con una dosis letal aproximada. de alfa-amanitina es de 0,2 mg/kg cuando se toma por vía oral. Se estima que consumir más de 50 g de Amanita phalloides fresca, aproximadamente 2 setas de tamaño mediano, podría ser mortal. Las pruebas clínicas demostraron que la cantidad consumida por el paciente se mantuvo por debajo de la hipotética dosis letal, que según el estudio probablemente varía dependiendo de la salud del paciente, la predisposición al daño hepático y la variación regional en las concentraciones de toxinas.

Se han repetido anécdotas en las guías de campo que afirman que los recolectores han enfermado solo por las esporas después de recolectar especies tóxicas de Amanita en la misma canasta, dejando sin saberlo que sus esporas se recolectaran en la cosecha antes de que se recolectaran las tóxicas. descartado. Sin embargo, este tema no ha sido investigado y los estudios no afirman de ninguna manera la posibilidad de envenenamiento solo por esporas. Dado que la concentración de toxinas encontradas en las esporas es menor que la del sombrero, se requeriría el consumo de una masa sustancial de esporas que exceda el peso de los sombreros del hongo para alcanzar una dosis fatal.

Especies de hongos

Especies de hongos que contienen amatoxina de los géneros Amanita, Galerina y Lepiota.