Tossine: importanza della chimica nella comprensione e neutralizzazione delle sostanze nocive

Le tossine sono sostanze chimiche che possono essere naturalmente prodotte da organismi viventi. Esse sono generalmente considerate dannose per gli esseri viventi, inclusi gli esseri umani. Le tossine naturali possono essere prodotte da batteri, funghi, piante o animali come meccanismo di difesa o per scopi di predazione.

Tra le tossine naturali vi è la tossina botulinica che causa il botulismo, malattia neuro-paralitica causata dalle tossine ottenute da bacilli del genere dei Clostridium produttori di tossine botuliniche. Queste ultime a livello biochimico sono proteine globulari che si disattivano al calore e che vengono considerate il veleno naturale più potente per l’uomo. I maggiori rischi di assunzione della tossina botulinica risiedono nel consumo di conserve non acide o che non hanno subito trattamenti di acidificazione o fermentazione.

Le conserve di produzione industriale generalmente non sono pericolose a causa degli elevati standard di sicurezza con cui sono prodotte mentre quelle preparate in ambito domestico sono più a rischio e, in particolare le olive nere in acqua, le conserve di funghi sott’olio, le conserve di cime di rapa, le conserve di carne e di pesce e soprattutto tonno.

Un’altra tossina particolarmente pericolosa è quella prodotta dal batterio Clostridium tetani bacillo Gram-positivo che cresce solo in ambiente anaerobico, responsabile del tetano. Il germe produce una tossina, detta tetanospasmina, che è neurotossica e raggiunge il sistema nervoso centrale attraverso il sangue e il sistema linfatico, interferendo con il rilascio di neurotrasmettitori che regolano la muscolatura, causando contrazioni e spasmi diffusi.

Classificazione delle tossine

Possono essere piccole molecole, peptidi o proteine in grado di provocare per contatto o assorbimento da parte dei tessuti del corpo una serie di effetti negativi sulla salute da avvelenamenti acuti a reazioni allergiche.

Possono essere classificate in base alla posizione del corpo in cui i loro effetti sono più notevoli.

Emotossine

Le emotossine portano alla distruzione dei globuli rossi o agiscono sulla coagulazione del sangue e costituiscono il componente principale del veleno di alcuni serpenti tra cui tra i quali la vipera, e di alcuni insetti, per esempio il bruco assassino. Quest’ultimo ha delle spine velenose posizionate a spirale su delle sporgenze allineate sul corpo che si staccano molto facilmente e basta sfiorare questo insetto per rischiare l’avvelenamento.

Fototossine

Le fototossine causano reazioni allergiche in soggetti sensibili e sono sostanze la cui tossicità aumenta in presenza di luce. Sono spesso prodotte da alcune piante come, ad esempio, la furanocumarina che si trova in diverse specie di piante, tra cui la buccia degli agrumi e, in particolare del bergamotto e negli oli essenziali di radice di angelica, ruta, foglia di prezzemolo e calendula.

Necrotossine

Le necrotossine distruggono le cellule che incontrano e causano danni generali ai tessuti. I ragni della sabbia sudafricani e, in genere, i membri della famiglia Sicariidae usano il veleno necrotico in grado di causare ferite gravi o addirittura mortali, in particolare se la ferita si infetta o il veleno si diffonde nel corpo.

Neurotossine

Le neurotossine che agiscono sulle cellule del sistema nervoso, come, ad esempio, la tetradotossina che si trova nel pesce palla e in alcune lumache di mare grigie con branchie laterali influenzano il sistema nervoso degli organismi. I ragni della vedova nera usano le neurotossine.

Oltre alle neurotossine animali vi sono quelle microbiche come le tossine di botulino e del tetano e quelle di origine vegetale prodotte da digitale, oleandro, segale cornuta e funghi del genere Amanita

Antidoti

I chimici lavorano per comprendere le interazioni tra le tossine e i sistemi biologici al fine di sviluppare farmaci e terapie mirate per neutralizzare o mitigare gli effetti delle tossine. La chimica analitica è particolarmente importante nel rilevamento e nell’identificazione delle tossine nei campioni biologici o ambientali.

Tuttavia, a causa della molteplicità delle tossine e del loro meccanismo di azione, gli antidoti vanno studiati caso per caso. Gli antidoti sono agenti che annullano l’effetto di un veleno o di una tossina. Gli antidoti mediano il suo effetto prevenendo l’assorbimento della tossina, legando e neutralizzando il veleno, antagonizzando il suo effetto sugli organi terminali o inibendo la conversione della tossina in metaboliti più tossici.

La riduzione del livello di tossina libera può essere ottenuta mediante agenti specifici e aspecifici che si legano alla tossina. Il carbone attivo è incluso nell’elenco degli antidoti aspecifici perché può diminuire i livelli di tossina grazie alla sua elevata capacità di adsorbimento ma, è necessario, se è nota la diagnosi, agire con antidoti mirati nel più breve tempo possibile

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