TOXINAS DE DINOFLAGELADOS

BIOQUIMICA DE LOS ALIMENTOS
Miguel Calvo

Introduccion

Las toxinas de dinoflagelados son producidas por distintas especies de estas algas microscópicas, y pueden pasar a los moluscos y peces que se alimentan de ellas, acumulándose. Son un problema sanitario serio cuando, por causas medioambientales, se producen crecimientos exponenciales en las poblaciones de dinoflagelados. Estos episodios, ligados a diversas condiciones ambientales, como temperatura del agua, insolación o disponibilidad de nutrientes, son difíciles de predecir, aunque se producen siempre en los meses del año no muy fríos. Sin embargo, son fáciles de observar, ya que la gran cantidad de organismos en el agua le presta color y reflejos rojizos visibles, formando las llamadas "mareas rojas”. La máxima toxicidad individual se produce hacia la mitad de la etapa de crecimiento exponencial.

Estas toxinas son bastante termoestables, de modo que no son destruidas eficientemente por el procesado industrial ni por el cocinado. Sin embargo, cuando se procesan, los moluscos pueden disminuir mucho su toxicidad, al pasar gran parte de la toxina al líquido de cocción. Dependiendo de la toxina presente, se conocen distintos tipos de intoxicaciones.

Intoxicación paralítica por moluscos

La intoxicación paralítica por moluscos, conocida desde hace más de un siglo en Canadá, es ocasionada por una serie de toxinas de dinoflagelados entre las que destacan las saxitoxinas y las gonyautoxinas. Estas toxinas las producen numerosos dinoflagelados de, entre otros, los géneros Alexandrium (antes Gonyaulax) y Gymnodinium. Es una intoxicación relativamente rara, pero grave, ya que puede ocasionar la muerte por parálisis de los músculos respiratorios. La mayor incidencia se localiza en los Estados Unidos, aunque también se han producido casos en España, debidos fundamentelamente a Gymnodinium catenatum. la toxina se acumula en las vísceras de los moluscos filtradores, pero, con algunas excepciones, no en los músculos. Dado que los diferentes moluscos metabolizan y acumulan las toxinas de diferente forma, la toxicidad puede variar muy ampliamente entre especies situadas en el mismo entorno y afectadas por la misma proliferación de dinoflagelados. Por ejemplo, los mejillones adquieren una toxicidad muy superior a la de las ostras.

Gymnodinium breve (actualmente, Karenia brevis), visto al microscopio óptico
y al microscopio electrónico de barrido
Fotografía por cortesía del Dr.Yasuwo Fukuyo Atlas de Dinoflagelados

En España, son precisamente los mejillones los responsables de los casos de intoxicación paralítica por moluscos. En 1976 se produjo un brote que afectó a unas 120 personas en toda Europa, al consumir mejillones gallegos. Otros brotes menores se produjeron en 1993 y en al año 2000, y en otras ocasiones ha sido necesario prohibir la recogida de moluscos.

Los moluscos contaminados eliminan la toxina con una rapidez que depende de la especie (en los mejillones, se elimina el 50% en unos 12 días), pero aunque inicialmente sea rápida, mantienen, incluso durante meses, unos niveles residuales bajos, que decrecen muy lentamente.

Saxitoxina

Las toxinas de dinoflagelados que causan la intoxicación paralítica actúan uniéndose a los canales de sodio de las células nerviosas y musculares, cerrándolos y bloqueando la trasmisión de señales, de la misma forma que actúa la tetrodotoxina del pez globo. La actuación de la toxina es muy rápida, notándose los síntomas incluso sólo minutos después de ingerir el alimento contaminado, pero también su eliminación, de modo que si se puede mantener la vida de las personas afectadas durante 24 horas, el pronóstico es bueno. La dosis que puede ser letal para seres humanos está en el rango de los miligramos. En las peores circunstancias, eso representa solamente uno o dos mejillones.

Intoxicación diarreica por moluscos

La intoxicación diarreica por moluscos es mucho menos grave, pero mucho más frecuente, con una incidencia algunos años de varios miles de casos en España. También es frecuente en el resto de Europa y en Japón. La producen sobre todo dinoflagelados de los géneros Gambierdiscus y Prorocentrum, que sintetizan ácido okadaico y algunos de sus derivados, como las dinofisis toxinas. Prorocentrum hoffmannianum produce ácido okadaico, mientras que Prorocentrum lima produce tanto ácido okadaico como acido metil okadaico. Otras sustancias que producen intoxicación diarreica son las pectenotoxinas y las yessotoxinas.

Estas sustancias se acumulan en los moluscos filtradores, especialmente mejillones y ostra, aunque también se han encontrado en otros, como las navajas. Dado que son sustancias lipofílicas, tienden a ser más abundantes en las partes grasas. La intoxicación produce trasatornos digestivos, especialmente vómitos y diarrea, en un plazo de unos 30 minutos a algunas horas tras la ingestión de los moluscos. La recuperación se produce en pocos días.

Prorocentrum lima
Fotografía por cortesía del Dr. Yasuwo Fukuyo Atlas de Dinoflagelados

El ácido okadaico, aislado inicialmente de una esponja, Halichondria okadai, tiene una estructura de poliéter, con 38 carbonos.Puede encontrarse como ácido okadaico libre o esterificado por ácidos grasos, en este segundo caso producto probablemente del metabolismo de los moluscos. Las dinofisistoxinas, producidas por otros dinoflagelados, entre ellos Dinophysis acuta, están relacionadas estructuralmente con él, y tienen también efectos biológicos semejantes.

Acido okadaico

El ácido okadaico es un inhibidor muy potente de las proteín-fosfatasas, especialmente de la proteín fosfatasa 1 y de la proteín fosfatasa 2A, aunque no de la proteín fosfatasa 2B. El ácido okadaico, con una estructura macrocíclica mantenida por puentes de hidrógeno intramoleculares, se une a la proteín fosfatasa 1 en una zona hidrofobica próxima al centro activo del enzima, interaccionando además con zonas básicas en el centro activo.

Protein fosfatasa 1
	Acido okadaico Estructuras básicas

El ácido okadaico tiene un efecto bastante importante como promotor tumoral, ya que al inhibir la acción de las fosfatasas produce una hiperfosforilación de proteínas celulares, incluyendo las responsables de la supresión tumoral. Al contrario que otros promotores tumorales, no tiene un órgano diana específico

Intoxicación ciguatérica por moluscos

La intoxicación ciguatérica está registrada desde Mediados del siglo XVI en el Caribe y desde principios del siglo XVII en Oceanía. La toxina ciguatérica, o ciguatoxina, se encuentra fundamentalmente en el dinoflagelado Gambierdiscus toxicus, presente en regiones tropicales y subtropicales, asociado a algas de los arrecifes de coral, y puede pasar a distintos tipos de peces de esas zonas y acumularse en ellos. La toxina tiende a concentrarse a lo largo de la cadena trófica, de modo que los grandes peces carnívoros son los que mayor riesgo presentan, en Estados unidos, la mayoría de los casos están asociados al consumo de barracudas Sphyraena barracuda.

Gambierdiscus toxicus, organismo libre y colonizando un alga
Fotografía por cortesía del Dr. Yasuwo Fukuyo Atlas de Dinoflagelados

La ingestión de peces contaminados produce síntomas gastrointestinales y neurológicos, que ocasionalmente pueden ser graves. Se producen varios miles de casos de intoxicación al año, muchos de ellos entre pescadores deportivos que consumen sus capturas.

La toxina ciguatérica actúa sobre los canales de sodio de las células, pero al contrario que la saxitoxina, los mantiene abiertos permanentemente. Su estructura química es muy complicada, con una serie encadenada de 12 anillos heterocíclicos con oxígeno, con entre 6 y 9 átomos en cada anillo.

Ciguatoxina

Intoxicación amnésica por moluscos

En 1987 se produjo un brote de intoxicación en Canadá por el consumo de mejillones contaminados por una toxina desconocida hasta entonces (aunque la propia sustancia si era conocida, como un producto presente en algas rojas), el ácido domoico. Esta toxina, procedente de la diatomea Pseudo-nitzschia pungens puede encontrarse en peces y en crustáceos, además de en moluscos, y produce la llamada intoxicación amnésica (aunque la amnesia no siempre se produce), con daños neurológicos que pueden ser severos y permanentes.

Una parte de la estructura del ácido domoico se parece a la del glutamato, por lo que puede unirse a los receptores cerebrales de este aminoácido. Su acción es mucho más potente, manteniendo abiertos los canales de calcio de las células y actuando como una excitotoxina.


Acido domoico	Acido glutámico

El ácido domoico puede acumularse en moluscos y también en peces. La velocidad de detoxificación es muy variable, rápida en los mejillones, pero algunas especies, como la navaja del Pacífico, abundante en algunas zonas de la costa de América (Siliqua patula), pueden incluso acumular la toxina con niveles relativamente bajos de contaminación por diatomeas.

Cartel de aviso del riesgo de intoxicación por navajas del Pacífico durante los episodios de toxicidad de finales del 2002 en el estado de Washington (USA). La captura de estos moluscos es una actividad recreativa muy importante en esa zona.

El ácido domoico puede acumularse en moluscos y también en peces. La velocidad de detoxificación es muy variable, rápida en los mejillones, pero algunas especies, como la navaja del Pacífico, abundante en algunas zonas de la costa de América (Siliqua patula), pueden incluso acumular la toxina con niveles relativamente bajos de contaminación por diatomeas.

Las diatomeas productoras de ácido domoico también se encuentran en las costas españolas. Desde 1995 han tenido lugar varios episodios de toxicidad por ácido domoico, que han obligado a interrumpir la recolección de moluscos en zonas de Galicia y Andalucía. La diatomea identificada como responsable ha sido Pseudo-nitzschia australis.

La intoxicación que produce el ácido domoico puede afectar también a muchas otras especies animales, además de al hombre. De hecho, posiblemente el episodio real de ataque a personas por parte de cientos de pájaros enloquecidos, que tuvo lugar en Capitola, California, en 1961, y que inspiró una famosa película de Alfred Hitchcock, se debió a una intoxicación de los pájaros por ácido domoico presente en las anchoas que cosntituían su alimento. En 1998, también las anchoas contaminadas con ácido domoico produjeron la muerte a varios cientos de leones marinos en California.

Microcistinas

Las microcistinas son substancias tóxicas producidas por cianobacterias (algas verde-azuladas) muchas de las cuales viven en agua dulce. La más importante de las conocidas hasta el momento es la microcistina LR, producida por Mycrocystis aeruginosa.

Microcistina LR

Las microcistinas son hepatotóxicas, y además pueden actuar como promotora de la carcinogenicidad, al inhibir las fosfatasas. Se han encontrado en aguas de consumo, en suplementos dietéticos a base de algas (contaminadas por cianobacterias), y podrían encontrarse también en hortalizas regadas con aguas contaminadas. Son estables frente al calor, por lo que no se destruyen en los tratamientos de cocinado.

Más información

La FAO ha publicado recientemente (2004) un estudio detallado sobre las toxinas de dinoflagelados, Marine Biotoxins., que se encuentra disponible completo y de forma gratuita en la dirección indicada de Internet.

La taxonomía e identificación de dinoflagelados se puede encontrar en Atlas of dinoflagellates, en la Universidad de Tokio.

Volver a: Substancias bioactivas