|
Els verins maten perquè bloquegen funcions fisiològiques essencials per a la vida. Com aconsegueixen alterar aquests processos? Quins són els mecanismes bioquímics que n'expliquen els efectes mortífers?
ELS TRES OBJECTIUS BÀSICS
A grans trets, podríem dir que tots els verins alteren, almenys, un dels següents mecanismes essencials per al nostre organisme:
|
|
1. La transmissió nerviosa, que controla des dels nostres pensaments fins als moviments musculars que fan bategar el cor i ens permeten respirar.
|
|
|
2. Els processos intracel·lulars, és a dir, que tenen lloc a l'interior de les nostres cèl·lules.
|
|
|
3. La circulació sanguínia, que porta oxigen i aliment a totes les cèl·lules del cos.
|
OBJECTIU 1: EL SISTEMA NERVIÓS
Com funciona la transmissió nerviosa?
Les neurones són les cèl·lules encarregades de transmetre i emmagatzemar la informació. Envien les ordres del nostre cervell a tots els racons del cos i a la vegada porten cap al cervell tota la informació del que succeeix fora i a dins seu. No ho fan corrent d'un lloc a l'altre, ni de bon tros. Estan quietes formant xarxes i filaments a través d'unions que estableixen amb les neurones veïnes. És com si cada neurona fos un fragment d'un cable. Algunes neurones també s'uneixen a altres cèl·lules perquè aquestes cèl·lules realitzin una acció concreta. Per exemple, les cèl·lules musculars es poden unir perquè es contraguin. Resultat: algun dels nostres músculs es mou. Recordem que els músculs no només són importants perquè ens permeten moure i menjar, sinó que són els responsables directes de funcions tan vitals com la circulació de la sang (el cor) i la respiració (el diafragma).
Com es transmet l'impuls nerviós?
Quan la informació viatja al llarg d'una mateixa neurona, ho fa en forma d'impuls elèctric. Aquest impuls elèctric es genera gràcies al trànsit d'ions entre l'interior i l'exterior de la membrana a través de camins amb peatge específics. Per entendre aquest concepte és necessari recordar que els ions són àtoms amb càrrega elèctrica. Les neurones controlen la càrrega elèctrica de les seves membranes i alteren la quantitat d'ions positius (càrregues positives) i negatius (càrregues negatives) que hi ha a cada costat de la membrana. L'impuls es transmet com si els ions estiguessin veient un partit de futbol i fessin l'onada a través de la membrana: només es mouen fora-dins (de la mateixa manera que els espectados només es mouen de dalt a baix), però l'impuls (l'onada) avança. Els camins amb peatge que utilitza cada ió per travessar la membrana reben el nom de canals. Uns dels canals més importants són els de l'ió sodi (Na+) i els de l'ió potassi (K+).
Quan l'impuls elèctric arriba al final de la neurona ha de passar a la cèl·lula següent. Les unions entre elles i amb altres cèl·lules es denominen sinapsi. Paradoxalment, en aquests punts d'unió no hi ha un contacte directe entre les cèl·lules, sinó que existeix un petit espai intermedi anomenat espai intersinàptic. Com supera l'impuls elèctric aquest espai? En arribar a la sinapsi, l'impuls elèctric provoca l'alliberació de molècules transmissores que seran recollides per la cèl·lula (neurona o una altra) a l'altre costat. Aquestes molècules s'anomenen neurotransmissores i són essencials per transmetre els impulsos elèctrics d'una neurona o una altra, o d'una neurona a una cèl·lula efectora (una cèl·lula muscular, per exemple).
Les neurones es comuniquen mitjançant neurotransmissors
Existeixen diferents neurotransmissors que realitzen diferents funcions. L'acetilcolina, per exemple, és el neurotransmissor que utilitzen les neurones per comunicar-se amb el múscul i dir-li: Contrau-te! Les cèl·lules musculars posseeixen molècules receptores a les seves membranes que reconeixen les molècules d'acetilcolina. Com que als científics no els agrada complicar-se la vida, se les ha anomenat receptors d'acetilcolina. Un cop el múscul rep la informació a la sinapsi, l'ha de transmetre a tota la fibra. Això s'aconsegueix, altra vegada, mitjançant el moviment "en onada", dels ions a través dels canals de la seva membrana.
Ara bé, si l'acetilcolina estigués sempre present, el múscul no pararia de contraure's. Per evitar aquesta situació existeix una enzima (una proteïna amb la capacitat per fer coses) que degrada les acetilcolines. A aquesta enzima se l'anomena colinesterasa i és la responsable que s'acabi la contracció.
És a dir, en condicions normals, una neurona que ha rebut l'ordre de contraure el múscul vessarà molècules d'acetilclina a la sinapsi, les quals s'uniran als receptors d'acetilcolina del múscul, fent que aquest es contragui. Gairebé immediatament, la colinesterasa anirà trencant molècules d'acetilcolina fent que el múscul deixi d'estar contret.
La cosa no acaba aquí ja que la xarxa neuronal és increïblement complexa amb neurones que controlen l'activació d'altres neurones. Per exemple, hi ha neurones que impedeixen que les que van al múscul l'activin. Són les neurones inhibidores. Aquesta ordre d'inhibir la transmeten mitjançant altres molècules diferents de l'acetilcolina, com la glicina. És a dir, una neurona pot rebre ordres d'activar el múscul, però si té al costat una altra neurona que li està llançant glicines a la sinapsi que comparteixen, estarà inhibida i no podrà dir-li al múscul que es contragui.
|
|
1. Hi ha verins que impedeixen el vessament d'acetilcolines a la sinapsi. Com podreu deduir, en no haver-hi acetilcolina, els músculs mai no es contrauen. Es mantenen laxos. Aquesta relaxació total i absoluta produeix una paràlisi completa que afecta també el múscul de la respiració, el diafragma. La víctima mor per asfíxia. El principi actiu del Botox®, la toxina botulínica, actua per aquesta via.
2. Altres verins bloquegen el receptor de l'acetilcolina. Així, per molt que la neurona activadora llanci acetilcolines a la sinapsi, la cèl·lula muscular receptora no sent aquesta ordre. Ni se n'adona. No hi ha cap contracció. La mort és causada per asfixia ja que el diafragma es troba inactiu. La cicuta, el curare i el verí de la cobra actuen d'aquesta manera.
3. Altres vegades, és la colinesterasa la que es veu afectada. Recordeu que la colinesterasa actua com l'STOP de l'activació, ja que s'encarrega de degradar l'acetilcolina. Els verins que bloquegen la colinesterasa aconsegueixen que l'acetilcolina estigui sempre present, per la qual cosa l'activació no s'atura mai. Té lloc una paràlisi tensa. Els músculs es contrauen sense relaxació, fins i tot el diafragma. I ja sabeu el que això significa: la víctima és incapaç de respirar. El gas Sarin és un exemple de verins bloquejadors de la colinesterasa..
|
4. Un altre mecanisme pel qual es pot obtenir una contracció de tots els músculs és el que utilitzen la toxina tetànica i l'estricnina. Aquests verins bloquegen la secreció de glicina. La glicina és el senyal que reprimeix i controla les neurones activadores. Si no hi ha glicina, les neurones activadores perden el control i comencen a abocar grans quantitats d'acetilcolina com boges. Tots els músculs es contrauen. Com ja imaginareu, la víctima mor a causa d'un error del diafragma
5. L'acció d'altres verins es troba allunyada de la sinapsi. Alguns, per exemple, se situen entremig dels canals de sodi impedint que els ions "facin l'onada", és a dir, que transmetin l'impuls elèctric. Les cèl·lules musculars no es contrauen i, per tant, ens trobem davant d'un estat lax complet. La tetradotoxina del peix globus o del pop d'anelles blaves actua sobre aquests canals.
OBJECTIU 2: L'INTERIOR DE LA CEL·LULA
Un altre lloc on els verins fan estralls és l'interior de les cèl·lules. Els verins són verins perquè són capaços d'alterar processos verdaderament importants per al funcionament cel·lular. Un d'aquests és la producció de proteïnes, vitals per a qualsevol cèl·lula; i l'altre és la respiració cel·lular, procés mitjançant el qual les cèl·lules obtenen energia a partir d'oxigen i matèria orgànica.
|
GENERACIÓ DE PROTEÏNES
La cèl·lula construeix proteïnes a partir d'un manual d'instruccions que coneixem amb el nom de DNA, el nostre material genètic. Per construir una proteïna concreta, en tenim prou amb una de les instruccions que conté. No obstant això, el DNA és com una gran enciclopèdia sagrada allotjada en una biblioteca molt ben protegida (el nucli de la cèl·lula). La zona d'acoblament de proteïnes, la fàbrica, es troba fora d'aquesta biblioteca. Per construir una proteïna, doncs, és necessari fer fotocòpies de les seves instruccions, treure-les de la biblioteca i portar-les fins a la fàbrica. Aquestes "fotocòpies" de fragments de DNA s'anomenen RNA missatgers.
|
El verí del peix globus, com el de l'escorpí, bloqueja els canals iònics que transmeten impuls elèctric a les neurones.
|
Existeix un RNA missatger per a cada proteïna. La màquina que realitza les fotocòpies s'anomena RNA polimerasa. Un cop en possessió de les "fotocòpies" de les instruccions, els obrers són capaços de construir proteïnes. A aquests "obrers" els anomenem ribosomes.
Les proteïnes són les encarregades de realitzar una quantitat de funcions vitals per a les cèl·lules. Si bloquegem la cadena de generació de proteïnes en qualsevol dels seus punts, les cèl·lules moren. El verí dels bolets amanites actua bloquejant l'RNA polimerasa (la “fotocopiadora”). La ricina (present en les llavors de la planta del ricí), per la seva part, és capaç de bloquejar els ribosomes (els “obrers”). De fet, forma part d'una família de proteïnes anomenades, en anglès, Ribosome Inactivating Proteins, nom més que apropiat quan s'utilitzen les seves sigles, RIP, les mateixes que es posaven a les tombes i que signifiquen “descansi en pau” (en llatí, requiescat in pace).
|
|
 El verí dels bolets amanites actua bloquejant l'RNA polimerasa.
|
RESPIRACIÓ CEL·LULAR
Una altra manera d'alterar completament una cèl·lula és deixant-la sense energia provocant-li una apagada generalitzada. Els humans estem acostumats a utilitzar l'energia en la seva forma elèctrica; a les cèl·lules, l'energia es transmet i utilitza en forma d'energia química: existeixen molècules transportadores d'energia, verdaderes bateries moleculars, la més famosa de les quals és l'ATP. Per tant, perquè una substància sigui realment perillosa haurà d'alterar la recàrrega d'ATP, que es produeix a les centrals energètiques cel·lulars, els mitocondris.
|
Com qualsevol bateria, l'ATP perd la seva càrrega un cop utilitzada i cal recarregar-la. Per fer-ho, s'endolla la molècula a l'anomenada cadena respiratòria o cadena de transport d'electrons. S'anomena cadena perquè està formada per quatre grans unitats que es van passant electrons sempre en el mateix ordre, fins que arriben al quart complex, associat a l'"endoll" que recarregarà l'ATP. Si una substància altera alguna d'aquestes unitats deixarà la cèl·lula sense carregador de bateries. El cianur és una d'aquestes substàncies.
Però ja sabem que l'energia ni es crea ni es destrueix, només es transforma. Si la recàrrega de les bateries venia dels electrons, qui els l'haurà proporcionat a ells? La resposta, gairebé sempre, és la glucosa. La glucosa és el combustible de les nostres cèl·lules, és com el carbó que es crema en una central elèctrica per produir electricitat. Els mitocondris posseeixen un complex cicle de reaccions químiques que els permet treure l'energia de la glucosa i convertir-la en energia aprofitable per a la cadena respiratòria. Aquest cicle és conegut pel cognom de l'investigador que el va descriure: el cicle de Krebs. També existeixen verins que afecten aquest cicle i que, per tant, deixen les cèl·lules sense energia, com ara, l'arsènic. |
Arsènic, el verí que va matar Napoleó?
L'arsènic és conegut des de l'antiguitat com el verí per excel·lència. Avui dia, existeix la hipòtesi que Napoleó va ser enverinat progressivament amb arsènic. No obstant això, altres investigadors defensen que l'arsènic no hi va tenir res a veure i que Napoleó va morir senzillament com a conseqüència d'un càncer d'estómac.
L'any 2001, el doctor Pascal Kintz, de l'Institut de Medicina Forense d'Estrasburg, afirmava que la concentració d'arsènic en els cabells de Napoleó era d'entre 7 i 38 vegades superior al normal, la qual cosa confirmava la hipòtesi de l'enverinament amb arsènic. No obstant això, se sap que al segle XIX s'utilitzaven productes capil·lars que contenien arsènic per evitar la caiguda del cabell, així doncs, és probable que Napoleó fes servir algun d'aquests productes per retardar la calvície. El debat està servit.
|
Napoleó creuant els Alps, de Jacques Louis David (1801)
|
OBJECTIU 3: LA CIRCULACIÓ SANGUÍNIA
Un altre taló d'Aquil·les del nostre organisme és la xarxa de transport que assegura que totes les cèl·lules del nostre cos rebin oxigen i glucosa per realitzar la respiració cel·lular. Aquesta xarxa de transport és la sang, una complexa mescla de proteïnes, greixos, sucres i cèl·lules en aigua. A causa de la seva importància, qualsevol alteració important, ja sigui de la mateixa sang, o dels conductes que la transporten, tindrà conseqüències devastadores.
L'escurçó àspid és la serp més verinosa de les que viuen a Espanya. El verí d'aquest rèptil és fonamentalment hemolític (rebenta els glòbuls vermells) i coagulant (activa la coagulació de la sang). Cada any es produeixen unes 1.500 mossegades d'escurçons en el nostre país, de les quals entre tres i cinc provoquen la mort de la víctima.
L'aportació d'oxigen a les cèl·lules del nostre cos és realitzada pels famosos glòbuls vermells. Els glòbuls vermells transporten l'oxigen atrapant-lo entremig d'un conjunt de proteïnes anomenat hemoglobina. Existeixen verins, les accions dels quals es duen a terme sobre aquesta hemoglobina. Per exemple, el monòxid de carboni es cola al forat "reservat" per a l'oxigen. Els glòbuls vermells ja no podran portar oxigen a les cèl·lules, que aniran morint per asfixia. Altres verins són menys subtils i directament rebenten els glòbuls vermells, com és el cas del verí del peix pedra.
|
El peix pedra viu als esculls. Acostuma a trobar-se immòbil al seu fons, camuflat entre les roques. Té espines verinoses, que el converteixen en un dels peixos més verinosos del món.
|
En altres casos, com en alguns verins de serp, es produeixen forats en els vasos sanguinis (venes i artèries), de manera que la sang comença a vessar dins dels teixits. Aquests verins, a més a més, acostumen a contenir altres substàncies que impedeixen que aquests forats siguin reparats (eviten la coagulació de la sang), fet que agreuja encara més la situació de la víctima. Normalment, per taponar els forats, es forma primer una xarxa de proteïnes (fibrina) que cobreix el forat, on es van dipositant grans taps (plaquetes) que aniran tancant la via de sortida de la sang. Algunes substàncies, com les que acabem de descriure, fan que no es generi la malla, cosa que fa impossible taponar l'escapament. No obstant això, altres substàncies fan que es generin taps quan no toca i provoquen trombes que es desplacen per dins dels vasos fins que queden encallats i impedeixen la circulació de la sang. És a dir, existeixen verins que eviten la coagulació de la sang i altres que l'estimulen sobre manera. Tots dos tipus són letals.
|
|
