Veleni in acquario: la Palitossina

Basti pensare che la DL50 (dose letale 50= dose di una sostanza somministrata una sola volta in grado di uccidere il 50% di una popolazione campione) della palitossina è di 0,15 mcg/kg, mentre quella della tetrodotossina (altra tossina molto temuta) è di 8,7 mcg/kg, insomma, la differenza è abissale!

Ancora maggiore è la differenza con la maitotossina, che ha una DL50 di 50 ng/kg (insomma, 1 grammo di tossina può uccidere un miliardo di topi!).

La produzione di questa tossina avviene ad opera di corallimorfari del genere Palithoa e in minore quantità del genere Zoanthus, ma anche di alcune specie di dinoflagellati.

Struttura chimica e meccanismo d’azione

La palitossina è una molecola grande e molto complessa che si può ritrovare in natura sotto forma di molteplici isomeri grazie alla sua struttura chimico-fisica.

Struttura fisica di un isomero della palitossina

Il peso molecolare della palitossina varia da 2659 a 2680 Da e varia in base alla specie di Palithoa che l’ha prodotta.

La molecola è resistente alle alte temperatura, quindi non viene denaturata con la bollitura, mentre si degrada velocemente in ambiente acido o basico.

L’azione tossica della palitossina viene espletata, a livello sub-cellulare, a carico delle pompe Na-K che si trovano nelle membrane cellulari.

Rappresentazione schematica del funzionamento di una pompa Na-K transmembranaria.

La pompa Na-K è una proteina transmembranaria che trasporta tre ioni sodio all’esterno della cellule e due ioni potassio all’interno; per mantenere la sua funzione usa l’energia della cellula (ATP).

La sua attività è fondamentale per mantenere il gradiente osmotico della cellula e, in pratica, per mantenerla vitale.

La palitossina ha la caratteristica di fissarsi alla parte più esterna del canale inibendo la normale attività di trasporto attraverso la membrana: così si ottiene un canale aspecifico e sempre aperto. Questo fenomeno è generalmente associato alla morte della cellula.

In più la fuoriuscita di K dalle cellule causa la deporalizzazione di un’ampia gamma di tessuti eccitabili, ottenendo di conseguenza:

– Contrazioni violente del muscolo scheletrico, liscio e cardiaco
– Problemi cardiovascolari
– Emolisi
– Rilascio di istamina, prostaglandine e norepinefrina
– Aggregazione piastrinica
– Riassorbimento osseo
– Diminuita motilità dello sperma.

La ricerca della palitossina negli organismi d’acquario

Dal 1950 svariati gruppi di scienziati hanno cercato di identificare i tipi di palitossina e da quali specie di coralli questi venivano prodotti.

Per fare tutto ciò i bravi scienziati hanno fatto quello che vorrei poter fare io, soprattutto con gli SPS.. cioè sono andati praticamente in tutti i negozi di acquari della zona e hanno comprato tutti i coralli appartenenti al genere Palithoa e Zoanthus che trovavano.

Insomma… meraviglia delle meraviglie! Peccato che poi i coralli venivano affettati e sottoposti a esami con lo spettrometro di massa per identificare il tipo di veleno prodotto.

E bisogna dire che di tipi di tossina ne hanno trovati a bizzeffe, così come di specie di coralli.

Specie di zoantidi riconosciute durante lo studio scientifico correlate ai tipi di tossina prodotti.

Effetti della palitossina sugli organismi marini

Il trasporto e accumulo di tossine lungo gli organismi della catena alimentare è un fenomeno comune nei biotopi marini.

Gli organismi marini infatti sono molto tolleranti a queste tossine e tendono semplicemente ad accumularle nei loro tessuti, in questo modo arrivano fin nel piatto di noi umani.

La palitossina viene prodotta dai coralli Palithoa e da alcune specie di dinoflagellati, che la presentano al loro interno in quantità molto variabili.

La palitossina è stata però individuata in vari invertebrati, quali spugne e crostacei che vivono a contatto con le colonie che la producono, oppure nelle specie che se ne nutrono (policheti e la famosa stella marina corona di spine).

Anche nei pesci si trova la palitossina, in particolare nei pesci farfalla, dove si localizza quasi in tutti gli organi.

La stella marina corona di spine.

Bisogna anche dire che questa tossina si trova anche in specie apparentemente poco collegate a Palithoa e Zoanthus, quali anemoni di mare, crostacei, pesci, ricci di mare, coralli molli e gorgonie; il meccanismo per cui questo avviene nelle spugne è la filtrazione dell’acqua, ma per le altre specie è sconosciuto.

In natura gli effetti dell’avvelenamento spesso non riguardano piccole popolazioni, ma habitat interi.

Uno degli effetti della palitossina è l’inibizione dell’attività dello sperma che diventa decisamente meno mobile fino a morire; questo effetto è documentato in particolare sui ricci di mare.

L’azione negativa non si limita a questo, infatti spesso la tossina inibisce i movimenti del plancton, portando a morte organismi quali le artemie.

La stessa azione di inibizione dello sperma si ottiene anche negli organismi superiori e spesso si osserva anche anomalia dello sviluppo fetale.

Effetti della palitossina sull’uomo

L’uomo può andare incontro a varie modalità di esposizione alla palitossina, con conseguenti sintomi diversi.

La modalità di avvelenamento più frequente è sicuramente quella alimentare, in cui l’uomo si nutre di pesce che ha accumulato la tossina. Le conseguenze riportate sono la rabdomiolisi, il danno del muscolo cardiaco, insufficienza respiratoria e crampi muscolari.

In questi casi di solito i pazienti arrivano gravi in pronto soccorso e necessitano di lavande gastriche e ricoveri lunghi con prognosi riservata.

L’esposizione alla tossina per contatto è invece meno frequente ma tipica dell’acquariofilo che manipola le colonie con le dita che presentano delle piccole lesioni.

I sintomi sono spesso mialgia, sincope e parestesia delle dita. Solitamente però si deve aver manipolato colonie con alte concentrazioni di palitossina per avere sintomi così gravi.

Esiste ancora una modalità di avvelenamento che riguarda l’acquariofilo, e solitamente avviene per inalazione di vapore.

In un articolo vengono presentati svariati casi, tra cui uno in cui un acquariofilo ha fatto bollire una roccia infestata da palithoa per eliminarli e poi è finito all’ospedale; altro fatto, degno di nota, è il caso di un’intera famiglia finita all’ospedale con l’inserviente che puliva il loro acquario e che aveva avuto la bella idea di staccare alcune colonie di palithoa.

In questo modo inserviente, marito (proprietario della vasca), moglie, figlio di 3 anni e neonato di 2 mesi sono finiti all’ospedale con sintomi ben poco invidiabili:

– Tosse secca
– Difficoltà respiratorie (il cosiddetto fiato corto)
– Febbre
– Nausea e vomito
– Aumento dei globuli bianchi.

In questi casi i pazienti venivano curati con aerosol con albuterolo e i sintomi duravano circa 48 ore.

A volte ci incaponiamo proprio a voler eliminare queste colonie dalle nostre vasche!

Come ultima cosa da riportare c’è un caso di avvelenamento di un’ampia popolazione in Italia in seguito alla proliferazione di dinoflagellati in Liguria. Quindi l’avvelenamento, se pur raramente, non avviene solo in caso di danni procurati dall’uomo.

Le ultime frontiere

Dopo aver esposto tutte le caratteristiche negative della palitossina dovevo impegnarmi a trovare qualcosa di positivo in tutto questo, e forse ce l’ho fatta.

La palitossina è infatti un promotore di tumori maligni cutanei (e che c’è di positivo direte voi?). Beh la palitossina viene sfruttata per riconoscere gli stadi della carcinogenesi e per poterli prevenire, magari anche prima di avere cancro conclamato.

Sapere come avviene il meccanismo di promozione del cancro permette di sviluppare delle strategie per prevenire il tumore stesso.

Questa è una piccola cosa che ci può aiutare a pensare positivo.

Per approfondimenti:
– Case series: inhaled coral vapor – toxicity in a tank.
– Palytoxin found in Palythoa sp. Zoanthids sold in the home aquarium trade.
– Distribution and sequestration of palytoxin in coral reef animals.
– Palytoxin and analogs: biological and ecological effects.
– Palytoxin: exploiting a novel skin tumor promoter to explore signal transduction and carcinogenesis