Microcistinas y blancos moleculares

1. BLANCOS MOLECULARES DE
LAS MICROCISTINAS
Claudia M. Tapia Larios. M.Sc.
Seminario
Doctorado en Toxicología Ambiental

2. INTRODUCCIÓN
La creciente eutrofización de los ambientes acuáticos puede favorecer los Blooms fitoplanctonicos,
capaces de producir potentes toxinas.
 efectos agudos y crónicos en el hombre, en animales y vegetales
 Se estima que más del 50% de estos blooms son tóxicos
 Prevalencia de cianobacterias.
 Las toxinas de las cianobacterias se suelen agrupar principalmente en neurotoxinas y
hepatotoxinas.

3. Cianobacterias y producción de toxinas

4. Neurotoxinas
 La anatoxina-a: importante bloqueador
neuromuscular post-sináptico que
impide la degradación de la acetilcolina
ligada a los receptores.
 anatoxina-a (s): Inhibe la actividad de
la acetilcolinesterasa, mas tóxica que la
anatoxina-a (Organofosforado natural).
 PSP (Paralitic Shellfish Poisoning): Inhibe
la transmisión nerviosa a través del
bloqueo de los canales de sodio en las
células induciendo parálisis muscular.
Anabaena, Aphanizomenon, Lyngbia y
Cylindrospermopsis.
La acción de las neurotoxinas es rápida,
causan la muerte por parálisis respiratoria a
los pocos minutos de la exposición.

5. Hepatotoxinas Se conocen 8
nodularinas:
metilación
e isomerización de sus
L-aminoacidos.
Géneros: Microcystis,
Anabaena, Nodularia,
Oscillatoria, Nostoc y
Cylindrospermopsis
De acción más lenta, causan la muerte en
horas o a los pocos días.
hepatotoxinas son péptidos: heptapéptidos
cíclicos (microcistinas), pentapéptidos
(nodularinas).
La exposición crónica:
daños hepáticos, con
vacuolización citosólica,
necrosis celular puntual y
promoción de tumores.

6. Hepatotoxinas
MICROCISTINAS
75 Variedades
Promotor tumoral,
capacidad genotoxica,
Alergias y
gastrointetiales
Variaciones por
sustitución de
L-aa en 2[X] y4[Y] y
desmetilaciones en 3
y 7.
Muerte en pocas
horas
(4-24 ó en unos días)
De todas las cianotoxinas, las más estudiadas son las
Microcistinas y son las de mayor riesgo para la población
mundial.
 Géneros: Microcystis, Anabaena, Planktothrix (Oscillatoria), Nostoc, Hapalosiphon,
Anabaenopsis, Aphanocapsa
Todas las variantes, contienen un único aminoácido hidrofóbico, el ácido 3-amino, 9-
metoxi,10-fenil,2,6,3-trimetil-deca-4(E),6(E)-dienoico (ADDA)

7. Microcistinas
Microcistys aeruginosa
Síntomas: dolor abdominal, diarrea sanguinolenta, náuseas, vómitos, tos
seca, cefaleas, neumonía atípica, coma, temblor muscular, palidez y
dificultad en la respiración. hipocoagulabilidad que desencadena la
insuficiencia hepática aguda, y hepatomegalia.
Aumento de bilirrubina, fosfatasa alcalina (PA), γ-glutamil transferasa (γ-GT), aspartato aminotransferasa (GOT) y alanina
aminotransferasa (GPT).

8. Mecanismos de toxicidad
Fosfatasa PP1

9. Mecanismo de acción en macrofagos
TromboxanoB2
El aumento de estos mediadores provoca una
liberación de otros mediadores:
prostaglandinas, leucotrienos, y PAF.
MC-LR induce la liberación:
PGF2α (140%), PGE2 (175%) y TXB2 (169%) en
macrófagos alveolares de rata, sugiriéndose
sintetizan y liberan mediadores inflamatorios
en respuesta a la exposición a MCs.
Prostaglandinas
El TXB2 deriva del TXA2, el cual es
inestable y uno de los más fuertes
mediadores de la agregación
plaquetaria.
PGE2 es la que mas contribuye a la
inflamación. La 6-cetoF1α deriva
PGI2, la cual actúa como inhibidora
de la agregación de plaquetas

11. L-aminoácidos (R1, R2)
LD50
(µg kg-1 intraperitoneal en ratón)
Microcistina-LR, microcistina-YR, microcistina-LA
Microcistina-WR
Microcistina-RR, microcistina-M(O)R
<100
100-400
400-800
Grupos metil en Mdha y/o b-Me-Asp
3-desmetilmicrocistina-LR (-RR)
7-desmetilmicrocistina-LR (-RR)
3,7-didesmetilmicrocistina-LR
100-400
100-400
100-400
Adda
O-demetil-Adda-microcistina-LR
O-acetil-O-demetil-Adda-microcistina-LR
6(Z)-Adda microcistina-LR (RR)
<100
<100
>800
Ester
D-Glu(C3H7O) ester microcistina-LR
D-Glu (CH3O) ester microcistina-LR
>800
>800
Mdha
Dihidromicrocistina-LR
microcistina-LR-GSH
100-400
400-800
Relación entre la estructura y hepatotoxicidad de
microcistinas

13. Toxicidad crónica Mutagénesis, carcinogénesis y
teratogénesis
 Promotora de cáncer primario en
hígado
 MC-LR fuerte mutagenisidad en
ensayo AMES
 En exposición humana durante el
embarazo, el consumo crónico del
agua en el primer trimestre genera
defectos congénitos.
 Dosis subletales: alteración del tejido
hepático.
 Alteración del metabolismo lipídico
 Liberación de radicales libres
 Se acumulan en gónadas (efectos
tóxicos en reproducción de ratones).
 Alteración iónica en peces y del
crecimiento.

14. Niveles máximos de referencia para las
toxinas
 Estas toxinas son potentes promotores de
tumores hepáticos y, por tanto, la aparición de
especies productoras en nuestros ambientes
acuáticos, precisa de estudios de control y
seguimiento ante el peligro de que pequeñas
dosis en exposiciones prolongadas, puedan
aumentar la incidencia de cáncer hepático en las
poblaciones expuestas
En 1997, la OMS, estableció como valor provisional de referencia, 1 µg/litro como nivel máximo aceptable
para el consumo oral diario de microcistina-LR, en aguas de abastecimiento público.

15. GRACIAS