El veneno de serpiente se define como una saliva altamente modificada que contiene zootoxinas (sustancias tóxicas para los animales). Las serpientes venenosas lo utilizan para debilitar e inmovilizar a sus presas, así como defensa contra el ataque de depredadores.
El veneno de las serpientes actúa destruyendo células y tejidos de la presa, interrumpiendo los impulsos nerviosos o mediante ambos mecanismos, según la composición exacta del veneno, ya que existen cientos de especies de serpientes venenosas con venenos diferentes.
A continuación veremos cuál es la composición general del veneno de serpiente, cuáles son las toxinas que utilizan y cómo actúan.
Índice de contenido
Composición del veneno de serpiente
El veneno de serpiente es una sustancia fluida secretada por glándulas parótidas modificadas (un tipo de glándula salival). En su composición destacan sustancias de carácter proteico, que constituyen entre el 90-95% del peso seco del veneno.
La mayor parte de estas proteínas son enzimas con diversas acciones, incluyendo enzimas digestivas que degradan macromoléculas en la presa y ayudan a la serpiente en su digestión, como las hidrolasas, oxidasas, proteasas y fosfolipasas.
Muchas de las enzimas del veneno de serpiente afectan a la sangre y al sistema circulatorio. Hay enzimas que mimetizan la acción de la trombina y activan la coagulación sanguínea. Metaloproteínas que alteran al endotelio vascular, fosfodiesterasas que disminuyen la presión sanguínea, y enzimas que producen hemólisis, como la fosfolipasa A2.
Otro componente tóxico muy importante del veneno de serpiente son las toxinas polipeptídicas. Están formadas por cadenas de unos 50 aminoácidos o menos. Incluyen citotoxinas, que bloquean la función celular, cardiotoxinas, que afectan al corazón, y neurotoxinas que bloquean los impulsos nerviosos en la placa motora e impiden el control muscular.
Otros componentes minoritarios del veneno de serpiente incluye oligopéptidos, metales, lípidos, hidratos de carbono, nucleósidos, etc.
Los efectos combinados de todas estas toxinas producen parálisis muscular, necrosis de tejidos, trombosis y hemorragias internas que conducen eventualmente a la muerte de la presa.
Muchas de las sustancias tóxicas del veneno de serpiente aparecen en todas las especies, otras son características de algunas familias y otras son propias de una especie en concreto.
Por citar algunos ejemplos, todas las serpientes venenosas presentan catalasa, L-aminoácido oxidasa, fosfolipasa A2, hialuronidasa y ribonucleasa-1.
La lactato deshidrogenasa solo está presente en los elápidos (familia Elapidae), la colagenasa solo en los víperos (familia Viperidae) y la heparinasa solo en los crótalos (familia Crotalinae).
Principales toxinas en el veneno de serpiente
Como se ha mencionado anteriormente, el veneno de serpiente está compuesto por una mezcla muy compleja de toxinas, entre ellas algunas son enzimas y otras son polipéptidos de mayor o menor tamaño.
Las toxinas se pueden clasificar según el órgano o tejidos a los que afectan. Las toxinas de los venenos de serpiente se clasifican de forma clásica en tres tipos:
- citotoxinas: sustancias tóxicas para las células
- neurotoxinas: sustancias tóxicas que afectan al sistema nervioso
- hemotoxinas: sustancias tóxicas que afectan a la sangre, ya sea por efecto citotóxico sobre eritrocitos o sobre los factores de coagulación.
Algunas de las toxinas de serpientes son aún más específicas. Por ejemplo, cardiotoxinas (afectan al corazón), miotoxinas (afectan al músculo) y nefrotoxinas (afectan a las nefronas), aunque todas ellas se pueden clasificar como subtipo de las demás.
Algunas de las toxinas más destacadas de las serpientes son:
- alfa-neurotoxinas: α-bungarotoxina, α-toxina, erabutoxina, cobratoxina
- beta-neurotoxinas: notexina, amoditoxina, ß-Bungarotoxina, crotoxina, taipoxina
- kappa-toxinas: κ-toxina
- dendro-toxinas: dendrotoxina, toxinas I y K
- cardiotoxinas: y-toxina, cardiotoxina III
- miotoxinas: miotoxina-a, crotamina
- sarafotoxinas: sarafotoxinas a, b, y c
- hemorráginos: fosfolipasa A2, mucrotoxina A, toxinas hemorrágicas a, b y c, HT1, HT2, etc.
Citotoxinas
Las citotoxinas sos sustancias que destruyen las células de un órgano o tejido produciendo necrosis. La mayor parte del efecto necrótico de las citotoxinas se produce en el lugar de la mordedura.
En algunos casos, la necrosis produce licuado del tejido, lo que ayuda con la digestión de la presa incluso antes de que sea ingerida. Muchas de las citotoxinas son enzimas fosfolipasas que destruyen los fosfolípidos de las membranas celulares.
Otras citotoxinas presentes en el veneno de serpiente actúan de forma específica sobre ciertos tipos de células. Destacan las cardiotoxinas, las hemotoxinas y las nefrotoxinas.
Las cardiotoxinas ejercen su acción sobre las células del miocardio, ya sea provocando su muerte o provocando su despolarización e impidiendo la contracción del músculo cardíaco. Por ejemplo, el veneno de la cobra real y de las mambas contiene cardiotoxinas.
Por su parte, las nefrotoxinas destruyen las células de los riñones y las hemotoxinas producen hemólisis (destrucción de eritrocitos). Por ejemplo, la mayoría de víboras y crótalos contienen hemotoxinas.
Neurotoxinas
Las neurotoxinas son sustancias químicas que afectan a la transmisión de los impulsos nerviosos. Actúan principalmente interrumpiendo la acción de neurotransmisores en las uniones sinápticas.
Las neurotoxinas pueden actuar mediante diversos mecanismos:
- Reducción de la producción de un neurotransmisor (acción presináptica)
- Bloqueo de los receptores postsinápticos
- Bloqueo de los canales de calcio voltaje-dependientes, imprescindibles en la generación de los impulsos nerviosos.
Las neurotoxinas son las que provocan la parálisis de la presa por bloqueo muscular y también pueden provocar la muerte por parálisis del diafragma.
El veneno de los elápidos son mayoritariamente de tipo neurotóxico, como el veneno de cobras, mambas y serpientes de coral, aunque casi todas las serpientes venenosas utilizan neurotoxinas en mayor o menor medida.
Ejemplos de neurotoxinas específicas
- Calciseptina: aislada de la mamba negra, inhibe los impulsos nerviosos por bloqueo de canales voltaje-dependientes de las neuronas.
- Cobrotoxina: típica de las cobras, bloquea los receptores nicotínicos de la acetilcolina, uno de los neurotransmisores más importantes.
- Calcicludina: mecanismo similar a la calciseptina, se encuentra en el veneno de la mamba verde oriental.
- Fasciculina-I: también de la mamba verde oriental, inhibe la acetilcolinesterasa y da lugar a niveles descontrolados de acetilcolina. Produce convulsiones, movimiento descontrolado y parálisis respiratoria.
- Calliotoxina: se encuentra en las serpientes azules de coral. Impide el cierre de los canales de sodio de las neuronas y produce una parálisis generalizada.
Hemotoxinas
Las hemotoxinas son sustancias tóxicas que afectan a las características de la sangre. Actúan mediante varios mecanismos, principalmente hemólisis y alteración de la coagulación sanguínea.
Las hemotoxinas que inducen la lisis celular de los eritrocitos (hemólisis) se pueden entender como un tipo de citotoxinas. La destrucción de los eritrocitos impide la llegada de oxígeno a los tejidos y la acumulación de restos de glóbulos rojos puede bloquear la función de los riñones.
La alteración de la coagulación sanguínea puede ser por bloqueo de la coagulación, desencadenando hemorragias internas graves, o por inducción de la coagulación, produciendo trombos y bloqueando el riego sanguíneo hasta producir fallo cardíaco.
El veneno de las víboras es típicamente de tipo hemotóxico.
Mordeduras e inyección del veneno
La mayoría de serpientes venenosas inyecta el veneno a través de sus colmillos, por lo que necesitan morder a sus presas. De esta forma, el veneno es inyectado directamente en una herida y pasa rápidamente a la circulación sanguínea.
Algunas serpientes pueden escupir el veneno a distancia como mecanismo de defensa, aunque el efecto tóxico es improbable que se produzca si no hay una herida por donde el veneno pueda penetrar.
En la inyección del veneno por mordedura intervienen las glándulas de veneno, músculos adyacentes, conductos que conectan las glándulas y los colmillos.
En las glándulas, localizadas en la cabeza, se produce y almacena el veneno. La contracción de músculos adyacentes exprimen las glándulas para que el veneno sea expulsado a través de unos conductos que llegan hasta los colmillos.
Los colmillos de las serpientes son dientes modificados que cuentan con canales por donde sale el veneno. Algunas especies, como las víboras y los crótalos (familia Viperidae), tienen colmillos frontales retráctiles que erigen cuando van a morder.
Otras especies cuentan con colmillos fijos, por ejemplo los elápidos (cobras, mambas, etc) y los colúbridos.
¿Por qué las serpientes no se afectan por su propio veneno?
Como se ha descrito anteriormente, la mayoría de toxinas del veneno de serpiente son proteínas que tienen que ser inyectadas o absorbidas para ejercer su acción. Si se ingieren simplemente son digeridas y degradadas hasta aminoácidos y pierden su actividad.
La mayoría de serpientes venenosas también cuentan con anticuerpos contra sus propias toxinas, lo que permite neutralizarlas en el eventual caso de que sean absorbidas por ellas mismas o si son mordidas por otras serpientes de la misma especie.
Algunas serpientes cuentan incluso con mecanismos mucho más específicos. Por ejemplo, las cobras presentan receptores de acetilcolina modificados que impide la acción de sus propias neurotoxinas.
Con estos mecanismos neutralizadores, las serpientes impiden la acción de sus propias toxinas, pero pueden verse afectadas por el veneno de otras especies.
Uso farmacológico del veneno de serpiente
El veneno de serpiente se utiliza a nivel farmacológico para el desarrollo de antídotos, pero además se investigan para descubrir mecanismos de acción para combatir numerosas enfermedades, incluyendo paradas cardíacas, alzheimer e incluso cáncer.
Muchas toxinas del veneno de serpientes actúan de forma específica sobre ciertos tipos de células, lo que se utiliza para investigar y desarrollo fármacos específicos contra esas células.
Otro ejemplo son las hemotoxinas, que han sido estudiadas para el desarrollo de fármacos para combatir enfermedades cardiovasculares, como antihipertensivos o trastornos de la coagulación.
Por ejemplo, el captopril es un inhibidor de la enzima convertidora de angiotensina (IECA). Se utiliza para tratar la hipertensión arterial. Fue desarrollado a partir de una toxina del veneno de Bothrops jararaca, una especie de crótalo brasileña.