Newsletter di Acquariofilia Italia

Intossicazioni da coralli negli acquari domestici attenzione alla specie Palytoxin come e perché evitare una tossina mortale Zoanthid

palytoxin

Relatrice della conferenza “Effetti tossici legati all’ambiente marino” la Prof.ssa Aurelia Tubaro, tossicologa esperta di tossine marine, docente ordinario all’Università di Trieste nonché componente di numerosi gruppi e comitati scientifici nazionali e internazionali. E’ inoltre autrice di oltre 150 lavori su riviste internazionali (tra cui la European Food Safety Authority).

La professoressa Tubaro ci ha offerto una panoramica scientifica completa e aggiornata sulle intossicazioni da palitossine, illustrando concreti casi di studio.

La proliferazione elevata di microalghe in acque costiere è un fenomeno noto da tempo, tipico delle zone tropicali, che può avere effetti dannosi non solo sull’ambiente, ma anche sulla salute umana. La tossicità di alcune microalghe è dovuta alla capacità di produrre particolari tossine, le palitossine, così chiamate dal nome del celenterato marino (Palythoa toxica) da cui sono state isolate per la prima volta nel 1971 alle Hawaii. Le palitossine sono tra le più potenti tossine marine e tra le principali cause di avvelenamento da prodotti ittici.
Di particolare interesse la trattazione dei rischi collegati alla gestione degli acquari marini domestici, nei quali vengono spesso collocati coralli a scopo decorativo. Tra questi possono esservi gli anemoni coloniali del genere Palythoa, che sono in grado di produrre la palitossina, o suoi analoghi, recentemente responsabili di casi di intossicazione anche gravi in seguito al contatto cutaneo con tali coralli o all’esposizione inalatoria all’aerosol sviluppato durante la pulizia degli acquari con acqua calda.

Se non hai mai sentito parlare di palitossina, devi sapere che si tratta di una sostanza pericolosa che si trova in alcuni polipi di barriera ornamentali: leggi come questa tossina uccide e perché.

Gli ambienti marini ospitano organismi contenenti nuovi composti chimici, come la proteina fluorescente verde o diversi tipi di luciferine da organismi bioluminescenti come le meduse. Tali composti possono svolgere un ruolo unico e importante nella ricerca scientifica, e questi due sono anche ciò che può rendere incandescente un organismo. D'altra parte, gli organismi marini possono contenere tossine che, sebbene interessanti da studiare, possono essere mortali. Palytoxin, da uno zoo di Palythoa , fu isolato nel 1971 dagli scienziati delle Hawai'i.
Anche se Moore e Scheuer, gli scienziati hanno scoperto che, ha riferito l'LD 50approssimativamente 15 nanogrammi per chilogrammo nei topi (che, in termini tossicologici, è una concentrazione di dosaggio - in questo caso, molto piccola - che uccide il 50 percento di una popolazione sottoposta a test in un dato periodo), in origine si sapeva molto poco il composto o l'organismo in cui è stato trovato. Né la specie fu descritta nel 1971, ma alla fine divenne nota come P. toxica , e attualmente si dice che porti una delle sostanze naturali più tossiche conosciute dall'uomo - e per coincidenza, gli zoantidi sono alcuni dei più comuni invertebrati marini tenuti dagli acquariofili di barriera. Con più informazioni, è sperabile che i reefkeepers esercitino cautela nel maneggiare qualsiasi invertebrato marino - anche se gli avvelenamenti possono essere rari, non sono impossibili.

The Legend of Palytoxin
Questo organismo è stato trovato dagli hawaiani nativi e utilizzato per le sue proprietà tossiche uniche alcuni anni prima della scoperta della palitossina, e un po 'di mitologia lo circondava. La leggenda dice che prima che i guerrieri collezionassero limu facessero "o Hana , falsamente chiamata" l'alga mortale di Hana ", da quella stessa tidepool per creare letali lance con punta di veleno, si credeva che un misterioso assassino abitasse la zona. Quando i pescatori cominciarono a scomparire, alcuni dei locali iniziarono a sospettare un contadino solitario, appoggiato a una gobba.
Quando fu affrontato, si scoprì che la gobba sulla sua schiena era in realtà la bocca di uno squalo fusa con l'uomo - e questo era un dio squalo. Il colpevole fu espedientemente ucciso e il suo corpo bruciato; le sue ceneri erano sparpagliate sulla riva del mare, e in quel punto tutto era diventato maledetto o comunque tossico. Ciò che veniva chiamato alghe da coloro che lo raccolsero per la sua tossina è in realtà uno zoantide marrone che produce la palissina, che si dice riempia ancora la piscina. Da allora gli scienziati stanno ricercando il complesso composto organico trovato nei polipi zoantidi nei tentativi di capire meglio come funziona.
Poiché la palytoxin è stata scoperta in Hawai'i, è stata trovata anche in altre specie, come P. tuberculosa vicino all'Isola Ishigaki nel Ryukyus del Giappone, e P. caribaeorume P. mammilosa in Giamaica e Bahamas (Moore e Scheuer, 1971). Era anche isolato in P. vestitus delle Hawai'i e altre specie non identificate a Tahiti, anemoni di mare, granchi e un dinoflagellato (organismo unicellulare) (Oku, 2004). La tossina non è più isolata di quanto si pensasse inizialmente, e per peggiorare le cose, la maggior parte dei campioni di zoantidi può essere difficile da identificare sulla specie o persino sui livelli di genere. Grazie ai progressi della scienza e della tecnologia e all'ingegnosità generale dell'hobby, gli appassionati marini provenienti da tutto il mondo che un tempo avevano prudentemente tenuto gli invertebrati marini ora padroneggiavano l'allevamento di molti organismi di barriera corallina, tra cui vari zoantidi dei generi Zoanthus e Palythoa, particolarmente consigliato per iniziare i reefkeepers per la loro facilità di cura.
Mentre le specie particolari che ospitano palytoxin potrebbero non essere ampiamente disponibili nel commercio, ci sono circa 60 specie (probabilmente più non descritte) di Palythoa , Protopalythoa , Zoanthus e Parazoanthus , quindi la difficoltà nell'identificare le specie tossiche rende impossibile la verifica. Tuttavia, ho sentito da un esperto che dice che sono più comuni di quanto pensassi in origine, così comune che è stato in grado di mandarmi degli zoantidi tossici dal suo ceppo, che si ritiene essere in realtà la toxica . Quindi si raccomanda sempre cautela quando si entra in contatto con tali creature esotiche.

Proprietà di Palytoxin
Palytoxin è una molecola piuttosto grande che, dalla sua scoperta, è stata artificialmente sintetizzata da due gruppi separati di scienziati (Kishi, 1989). Quando è isolato, è un solido bianco, amorfo che è solubile in acqua, che porta alla sua azione rapida nel corpo. Se somministrato alla dose giusta nei topi, può uccidere in pochi minuti. Si è inoltre notato che il composto ha un'emivita di 55-85 minuti, indicando che può degradarsi in determinate circostanze, come l'ambiente acido dello stomaco umano. Tenete a mente, anche se questa emivita sembra breve, una volta nel corpo, la palitossina non ha bisogno di molto tempo per avere effetto (Moore e Scheuer, 1971.

Tossicocinetica
La struttura complessa di questo composto, che ha una formula molecolare di C 129 H 223 N 3 O 54 , può avere effetto in qualsiasi modo venga somministrata, poiché attacca le pompe Na / K (sodio / potassio) della maggior parte delle cellule animali -oltre su questo più tardi. Può essere portato nel corpo attraverso aperture o tagli nella pelle, per ingestione o iniezione, come è stato fatto nello studio originale della tossina. L'analisi post-mortem di un uomo di Timor Est morto poche ore dopo aver mangiato un granchio Zosimus aeneus, una specie nota anche per ospitare palytoxin, tra gli altri, era stata condotta alcuni anni fa (Llewellyn et al., 2002). Mentre la palitossina non è stata trovata in nessuno dei fluidi del corpo, l'uomo è morto per ingerire un'altra tossina marina, nota come una tossina di mollusco paralitico, solo poche ore dopo l'ingestione.
Quindi, oltre ad ingerire volutamente il muco espulso da una Palythoa sp. o i polipi stessi, chiunque manipoli gli zoantidi corre il rischio di prendere inconsapevolmente questa o forse altre tossine sulle sue mani, specialmente dopo aver toccato un campione agitato o recentemente frammentato. Come accennato in precedenza, può entrare facilmente attraverso i tagli della pelle e può manifestarsi anche come un'eruzione sulla pelle se non viene assorbita dal corpo.
Una volta nel corpo, il composto può viaggiare attraverso il flusso sanguigno e può attaccare le cellule a volontà. Un team di scienziati ha testato il composto con cellule di ratto, dopo aver notato che le cellule batteriche e fungine non sembravano essere influenzate. Dopo aver applicato la palitossina concentrata, osservarono le cellule rigonfiarsi in forme globulari, insieme a un graduale restringimento dei nuclei, e le cellule scoppiarono poco dopo (Oku et al., 2004). Questa stessa azione viene osservata in vari globuli di mammiferi, in cui è stata osservata l'attività disintegrativa. La tossina non ha bisogno di entrare nella cellula per ottenere il suo effetto, in quanto colpisce le cellule dall'esterno attraverso la pompa Na / K, lasciando un flusso infinito di ioni sodio e potassio nella cellula.

Toxicodynamics
Mentre l'originale LD 50 di Moore e Scheuerdi 15 nanogrammi per chilogrammo nei topi è stato discusso, è stato ipotizzato che una dose di 100 nanogrammi per chilogrammo è fatale negli esseri umani. Quindi, teoricamente, una quantità appena visibile di palitossina isolata (circa il millesimo del percento di una compressa di aspirina) è sufficiente per uccidere un uomo medio. È stato anche trovato più potente per iniezione endovenosa e tre volte meno efficace per esposizione sottocutanea, come attraverso un taglio nella pelle. Un po 'per fortuna, il metodo di somministrazione meno tossico era intragastrico, sebbene siano stati conosciuti decessi umani per ingestione; questo è in genere dovuto al processo di biomagnificazione, mediante il quale altri organismi che vivono in stretta associazione o consumo - le colonie di zoantidi raccolgono la tossina, ingrandendola in concentrazione.
Ad esempio, le specie di granchi menzionate in precedenza possono portare palytoxin, e l'ingestione umana del granchio può portare alla fatalità. Se l'uomo avesse ingerito la palytoxin e non la tossina dei molluschi paralitici, ci sarebbero buone possibilità che sarebbe morto in pochi minuti, piuttosto che in ore. Ho anche letto dell'esperienza degli acquariofili con le reazioni da dermatite da contatto degli zoantidi, ma questi sono discutibilmente associati alla palitossina - sebbene la dermatite sia sicuramente un'altra ragione per stare attenti con gli zoantidi, un motivo, direi, per indossare guanti di gomma quando li maneggiano .
I sintomi di esposizione alla palitossina sono vasocostrizione (restringimento dei vasi sanguigni), emorragia, atassia (incapacità di coordinare la contrazione muscolare volontaria), debolezza muscolare, fibrillazione ventricolare (contrazione non coordinata del muscolo cardiaco dei ventricoli nel cuore), ischemia (restrizione nel sangue fornitura), e alla fine la morte. Questo afflusso di sangue limitato può anche essere legato a una diminuzione generale della pressione sanguigna. Questi sintomi puntano tutti a un attacco cardiovascolare, e indipendentemente da come viene somministrata la tossina, sembra manifestarsi come un limitato afflusso di sangue al resto del corpo, portando alla morte.

Meccanismo d'azione
Per spiegare finalmente questo commercio di sodio e potassio, le pompe Na / K aiutano a stabilire gradienti normali di sodio e potassio attraverso le membrane esterne della maggior parte delle cellule animali. Sono anche obiettivi specifici per due tossine naturali: glicosidi cardiaci e palitossina. Senza questo gradiente, le cellule del cuore non possono funzionare correttamente; ma i glicosidi del cuore, come quelli prodotti dalla pianta digitale Digitalis purpurea , differiscono notevolmente dalla palitossina. Funzionano anche in modo diverso, e che ci crediate o no, Digitalis viene utilizzato a basse dosi per trattare i problemi cardiaci.
Palytoxin cambia la pompa Na / K in un canale ionico non specifico, distruggendo completamente il gradiente ionico su cui le cellule fanno affidamento per il trasporto e il mantenimento del volume complessivo delle cellule. Questo è inevitabilmente ciò che porta alla morte cellulare nel tessuto cardiaco, che uccide la vittima così rapidamente. La distruzione del tessuto cardiaco porta alla perdita di sangue e ossigeno nel resto del corpo e la morte avviene essenzialmente per soffocamento.

Trattamento?
Mentre è stato suggerito che un vasodilatatore può essere un trattamento efficace se iniettato immediatamente nel ventricolo del cuore, l'affidabilità di questo trattamento non è buona, specialmente perché l'avvelenamento con questa tossina potrebbe non essere noto fino all'analisi post-mortem. In genere, un individuo affetto da avvelenamento da paltytoxin grave non sarebbe riconosciuto come tale in una quantità significativa di tempo per somministrare alcun tipo di trattamento efficace. Va inoltre tenuto presente che gli studi citati in precedenza riguardano una forma purificata di palitossina estratta chimicamente e ciò che è presente nel muco di tali zoantidi non è così concentrato, ma comunque pericoloso.
Naturalmente, il miglior trattamento per qualsiasi condizione è la prevenzione. I mangrovie che maneggiano gli invertebrati marini dovrebbero fare molta attenzione, e i guanti sono altamente raccomandati per zoantidi e coralli, indipendentemente dal fatto che il campione sia pericoloso o meno. Gli strumenti, come un paio di pinze, sono ancora migliori per lo spostamento e la manipolazione di campioni. E mentre la palitossina può non essere presente in tutti gli zoantidi, varie segnalazioni di reazioni negative abbondano, soprattutto perché qualsiasi risposta allergica varierà da persona a persona. Ancora peggio, si ritiene che la palitossina sia cancerogena negli esseri umani, agendo come un promotore del tumore della pelle (Wattenberg, 2006), un altro motivo per indossare i guanti!

Conclusione
È interessante notare che la delucidazione dell'origine della palitossina non è ancora sorto. Fin dalla sua scoperta, abbiamo asserito ciecamente che è prodotto dagli stessi zoanidi, ma ci sono state speculazioni sul fatto che gli zoantidi sono semplicemente nella catena della biomagnificazione e che la tossina è prodotta da un dinoflagellato noto come Ostreopsis siamensis . Raccogliendo la tossina, gli zoantidi potrebbero concentrarla per altri usi come la difesa. Ciò non sembra affatto sorprendente, considerando la relazione simbiotica tra molti coralli e le zooxantelle fotosintesi da cui dipendono. Inoltre, mentre si riteneva che questa tossina fosse estremamente rara, si verificava in una sola posizione nel mondo, da allora è stata trovata in numerose località
Per fortuna, per qualsiasi barriera corallina che potrebbe ospitare specie pericolose di Palythoa , l'ingestione accidentale sembra essere la forma meno tossica di somministrazione della tossina, e l'ingresso attraverso la pelle non è così tossico come l'ingresso direttamente nel sangue, che è il meno probabile forma di intossicazione. Tuttavia, a causa della scoperta di palitossina in altri organismi, sappiamo che può verificarsi in organismi come i granchi attraverso la biomagnificazione. Se tali organismi vengono ingeriti, il rischio di morte è alto, ma più probabile a causa dell'accumulo di altre tossine marine più comuni.
Quindi, in termini di avvelenamento da palitossina, dovremmo tutti capire che è necessaria cautela intorno agli zoantidi, indipendentemente dalla presenza o dall'assenza di questa tossina. Non toccarli con tagli aperti e lavati sempre bene le mani dopo averli toccati. Indossare i guanti è un modo ancora più intelligente per prevenire problemi tossici e occhiali protettivi o occhiali protettivi quando si tagliano frags. E se pensi di aver avuto qualche tipo di reazione allergica, consulta il tuo medico. Sebbene la maggior parte dei reefkeepers non stia promuovendo la produzione di palitossina, a meno che non sia un tassonomo o un biologo marino, potrebbe essere quasi impossibile saperlo con certezza.

Ringraziamenti
Un ringraziamento speciale a Leroy e Sally Jo Headlee presso la Geothermal Aquaculture Research Foundation per la loro assistenza e competenza.