Neurotossine – L’arma inaspettata di alcuni animali

[Disclaimer iniziale, in questo articolo si parlerà principalmente di neurotossine. Se vi dovesse interessare parlare di altri tipi di tossine, fatecelo sapere nei commenti :D]

Gli Animali.

Gli animali sono un regno del dominio degli eucarioti, cioè gli esseri viventi con cellule dotate di nucleo. Il regno degli animali comprende 1.800.000 specie di organismi (centinaia di migliaia più, centinaia di migliaia meno).

In questa affollatissima mescolanza di vita esiste, però, una specifica classe di esseri viventi: gli animali velenosi.

Con il termine animali velenosi, si indica uno specifico gruppo di esseri viventi che usano sostanze chimiche con effetti dannosi (siano essi temporanei o permanenti).

Questi animali possono essere trovati in quasi tutte le categorie, a partire dagli insetti arrivando ai mammiferi, passando per pesci e artropodi di ogni sorta.

Le tossine

Queste sostanze chimiche prodotte dal corpo animale vengono definite “tossine”, e sono genericamente definite come sostanze prodotte da un organismo animale, vegetale o microbico che siano dannose per altre specie.

Questa definizione è, quindi, estremamente dipendente dall’organismo che viene “avvelenato”. Ad esempio, la teobromina, una sostanza aromatica presente nel cacao, è estremamente tossica per i cani ma è molto apprezzata dagli esseri umani.

I tipi di tossine

Le tossine possono essere di vari tipi fondamentali, tra cui:

  • Emotossine, che distruggono i globuli rossi o alterano il processo di coagulazione del sangue (molto comuni fra i serpenti).
  • Citotossine o Necrotossine, che causano la morte diretta delle cellule.
  • Enterotossine, che agiscono sul sistema digerente.

Fra tutte le tossine, ne esistono però alcune che sono particolarmente terrificanti, le neurotossine.

Le sostanze neurotossiche agiscono sul sistema nervoso, creando delle anomalie nella funzionalità dei neuroni e impedendo la propagazione dell’impulso neuronale.

In genere, questo conduce a una più o meno immediata paralisi e successiva morte, anche se esistono tossine che possono causare anche effetti allucinatori.

Le neurotossine

Le neurotossine sono le “preferite” degli organismi che si devono difendere dai vertebrati (scorpioni, serpenti, molluschi, ragni, etc.) e, spesso, chi produce neurotossine non ne produce una sola.

Non è quindi sorprendente che gli animali più velenosi al mondo siano in grado di generare una vasta gamma di neurotossine.

20 neurotossine differenti sono state ritrovate nei veleni di varie specie di serpenti, e gli aracnidi (ragni e scorpioni) non sono da meno.

Ma qui a Missione Scienza non vogliamo alimentare comuni paure come aracnofobia e ofidiofobia (la paura dei ragni e dei serpenti, rispettivamente).

Vogliamo che iniziate ad avere tanta paura anche di altri animali.

Animali spietati e inaspettati

Siete spaventati dalle lumache di mare?

Beh… dovreste, almeno del Conus geographus.

neurotossine di Conus Geographus
Un esemplare di Conus geographus. © Fonte

Mollusco diffuso nell’Oceano Indiano e nel Pacifico, questa lumaca possiede un veleno particolarmente potente, caratterizzato da centinaia di neurotossine (alcune delle quali prendono il nome di conotossine e agiscono per la maggior parte sull’attività muscolare).

Le conotossine sono prevalentemente composte da catene amminoacidiche di media lunghezza (10-30 amminoacidi). Per capirci, sono come delle piccole proteine (che in scientifichese si dice “peptide”).

neurotossina conotossina
Rappresentazione semplificata dell’alfa-conotossina. Le catene colorate di blu e di rosso sono lo “scheletro” amminoacidico del peptide. Le stecchette gialle sono ponti disolfuro. © Fonte

Pochi decimi di milligrammo di questo cocktail di tossine sono in grado di uccidere un essere umano adulto. 

E non esistono antidoti.

Che ne dite delle rane?

Sono molto belle, soprattutto quelle colorate!

Ebbene, è evidente che non vi siate mai scontrati con una rana freccia (Phyllobates terribilis).

neurotossine rana freccia
Un esemplare di rana freccia dalle bande grigie. © Fonte

Queste rane (che sono di dimensioni molto piccole e arrivano a un massimo di 45 mm) sono ricoperte da varie sostanze neuroattive dette batracotossine.

Queste molecole impediscono ai nervi di trasmettere impulsi, lasciando i muscoli in uno stato inattivo di contrazione (con un effetto che ricorda quello del tetano).

Le batracotossine non sono peptidi come le conotossine. Sono, invece, parte di una classe di composti detti “alcaloidi” (di cui abbiamo parlato su Missione Scienza, più volte).

Qual è la differenza sostanziale? 1) Che sono molecole più piccole e leggere. 2) Questo vuol dire che vi posso mostrare una struttura molecolare in cui si vedono gli atomi.

 

batracotossina
Una batracotossina, in tutto il suo splendore molecoloso. © Fonte

Anche in questo caso pochi decimi di milligrammo (o anche meno a seconda del cocktail) sono in grado di mandarci all’altro mondo con facilità.

Anche in questo caso nessun antidoto.

Che dire dei mammiferi?

I coccolosissimi ornitorinchi possiedono un terribile segreto.

I maschi di ornitorinco possiedono uno sperone sulle zampe anteriori, che usano per iniettare un veleno in difesa dai predatori o nei combattimenti per il territorio.

Il veleno di ornitorinco è composto da varie componenti proteiche e, sebbene non sia letale per gli esseri umani, causa comunque un terribile e intenso dolore.

Al dolore segue lo sviluppo di un edema (gonfiore) che si diffonde nell’arto colpito.

I sintomi possono durare da giorni fino a settimane.

La morale di questo articolo?

La morale è che serpenti e ragni non hanno l’esclusiva sui veleni.

Inoltre, è interessante sapere che, per far fronte all’impossibilità di comparare i veleni di ogni specie vivente (data la grande varietà), si ricorre a una formula, la LD50 (Lethal Dose 50, dose letale 50), che determina la dose in mg di una sostanza in grado di uccidere la metà di una popolazione campione di ratti adulti.

Per fare un esempio, il veleno di vipera ha un LD50 pari a 6 (6 mg di veleno per chilogrammo di topi). Per il veleno del serpente australiano Taipan la LD50 è pari ad appena 0.025.

Fonti

Lista di animali velenosi – Wikipedia [eng]
Tossina – Wikipedia [ita]
Ornitorinco – Wikipedia [ita]
Conus geographicus – Wikipedia [ita]
Rana freccia – Wikipedia [ita]

Approfondimenti

Killer Cone Snail – YouTube, National Geographic WILD [eng]
Platypus Parts – YouTube, National Geographic WILD [eng]
The Most Venomous Animals in the World – YouTube, SciShow [eng]

Luca Ricciardi

Chimico fisico dei sistemi biologici, laureato a Roma sia in triennale che in magistrale all'università "La Sapienza". Attualmente in Olanda nella ridente cittadina di Enschede per conseguire un PhD, cofinanziato da Royal Dutch Shell, riguardo la produzione di biocarburanti a partire da materiale di scarto agricolo.

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