El veneno de los escorpiones

Mi padre os hirió con azotes, mas yo os azotaré con escorpiones.

Reyes, 12-14

Sus grandes y amenazadores pedipalpos en forma de pinza y la cola arqueada sobre el cuerpo, rematada en una glándula venenosa con un aguijón, son la tarjeta de presentación de los escorpiones, un orden dentro de los arácnidos.

Se conocen aproximadamente 1800 especies de escorpiones y todas son venenosas. El veneno lo emplean para paralizar a insectos, arañas y otras presas pequeñas tanto vertebradas como invertebradas, aunque también puede tener una función defensiva. No obstante, las especies más grandes, como el escorpión emperador (Pandinus imperator) o el escorpión gigante de los bosques indú (Heterometrus swammerdami), suelen recurrir a sus poderosos pedipalpos para atrapar y sujetar a sus víctimas.

Sólo 25 especies pertenecientes a los géneros Androctonus, Buthus, Centruroides, Hotentotta, Leiurus, Parabuthus y Tityus (familia Bútidos) son potencialmente peligrosas para el ser humano. Entre ellos, los escorpiones del género Androctonus, conocidos como escorpiones de cola gruesa, se encuentran entre los más venenosos del mundo. De hecho, su nombre científico significa, «asesino de hombres» (de andros, hombre, y ktonos, o ctonus en la versión latinizada, asesino).

¿Cómo funciona el veneno de los escorpiones?

El aparato aguijoneador de los escorpiones consiste en un par de glándulas situadas en la base del último segmento de la cola (telson), que tiene forma de bulbo y está rematado por un afilado aguijón hueco y curvado. Cuando ataca, el escorpión levanta la cola sobre el cuerpo, arqueándola hacia adelante y las contracciones de los músculos que rodean las glándulas provocan la expulsión del veneno a través del aguijón.

Telson de un escorpión (izquierda) y detalle del aguijón mostrando los orificios para cada glándula de veneno (derecha).

El veneno de los escorpiones está compuesto por una mezcla de agua, sales, pequeñas moléculas, péptidos y proteínas. Su eficacia se debe fundamentalmente a una serie de toxinas peptídicas de entre 23 y 78 aminoácidos. Se han aislado cerca de 200 de estas toxinas en 30 especies de escorpiones que, a grandes rasgos, se pueden dividir en dos tipos según el efecto que tienen sobre los seres humanos: neurotóxicas y citotóxicas.

Las toxinas neurotóxicas afectan a las uniones neuromusculares y son capaces de bloquear con gran especificidad los principales canales iónicos (sodio, potasio, cloro y calcio) de las células. Se caracterizan por estar muy plegadas gracias a la formación de tres o cuatro puentes disulfuro, lo que les da una apariencia compacta. Por otra parte, las toxinas citotóxicas están formadas en su mayoría por péptidos citolíticos y serín proteasas que causan necrosis en los tejidos dejando cicatrices que son difíciles de disimular.

Los efectos neurotóxicos del veneno de los escorpiones son comunes para un abanico de especies en todo el mundo sin relación entre ellas. Su mecanismo de acción se basa en una alteración del impulso nervioso y de los procesos neuroquímicos al despolarizar las membranas celulares e inducir la liberación descontrolada de neurotransmisores como la acetilcolina, adrenalina y el óxido nítrico. Al principio, la víctima siente fuertes dolores e hinchazón en el sitio de la picadura. Luego empieza a manifestar síntomas de agitación y ansiedad; la salivación y la sudoración se vuelven excesivas, el corazón comienza a latir de forma irregular y la temperatura corporal empieza a fluctuar. Finalmente, los músculos comienzan a sufrir espasmos y la respiración se vuelve difícil y en caso de muerte, ésta se produce por insuficiencia cardiorrespiratoria.

Un escorpión, dos venenos

Un descubrimiento realizado hace una década puso de manifiesto que cuando un escorpión pica por primera vez inyecta un veneno que es químicamente diferente y tiene propiedades distintas al de los aguijonazos posteriores.

Preveneno (izquierda) y veneno (derecha). Mientras el preveneno es transparente y el escorpión lo segrega en una rápida maniobra defensiva o para inmovilizar a su presa, el veneno tiene un aspecto lechoso y sirve para para defenderse si la amenaza persiste o rematar a la presa si es demasiado grande.

El fluido inyectado en primer lugar se denomina preveneno, es transparente y su función principal es la de provocar la parálisis en sus presas o inducir un intenso dolor como medida defensiva. Contiene una gran cantidad de iones de potasio así como algunas toxinas peptídicas que bloquean ciertos canales de potasio en mamíferos. Estas toxinas, junto con los iones de potasio, provocan una despolarización masiva y local de las neuronas que las mantiene activas mucho después del aguijonazo y eso explica por qué la picadura duele durante un tiempo.

El inyectado en picaduras sucesivas es un veneno opaco, viscoso y más tóxico, compuesto fundamentalmente por toxinas peptídicas, y normalmente lo usa para abatir a presas más grandes o si la ameneza persiste.

De momento, sigue siendo un misterio cómo el escorpión es capaz de cambiar del preveneno al veneno en el aparato aguijoneador de forma que ambos fluidos puedan ser inyectados por separado, pero al hacerlo, contribuye a conservar el veneno, metabólicamente más costoso por su mayor concentración de toxinas peptídicas. Además, debido a lo poco que cuesta producirlo y al dolor que causa, el preveneno es perfecto como arma defensiva.

El mito del suicidio del escorpión: ¿son inmunes los escorpiones a su propio veneno?

Un antiguo mito ibérico sostiene que cuando un escorpión es rodeado por llamas, se suicida clavándose su aguijón. El poeta romántico Lord Byron contribuyó a popularizarlo en el poema El Giaour, publicado en 1813:

The mind that broods o’er guilty woes,

Is like the scorpion girt by fire;

In circle narrowing as it glows,

The flames around their captive close,

Till inly searched by thousand throes,

And maddening in her ire,

One sad and sole relief she knows,

The sting she nourished for her foes,

Whose venom never yet was vain,

Gives but one pang, and cures all pain.

La conciencia atormentada por los remordimientos

es como el escorpión rodeado por el fuego:

el círculo se hace más devorador

a medida que se estrecha

y acaba por envolverlo en llamas.

El cautivo conoce la suerte que le aguarda

y martirizado por mil dolores

y enloquecido por su desesperante rabia,

no encuentra ya sino un triste recurso:

aquel aguijón que él guardaba para sus enemigos

y cuyo veneno jamás fue vano,

puede con una sola agonía

poner término a todos sus padecimientos.

En 1883, el fisiólogo británico Lloyd Morgan hizo de «cazador de mitos» y sometió a escorpiones a toda clase de tormentos para hacer que se suicidaran, pero no tuvo éxito e interpretó el comportamiento de arquear la cola sobre el cuerpo como un intento instintivo de eliminar la fuente de irritación. Cuatro años más tarde, en 1887, el zoólogo también británico Alfred G. Bourne realizó una serie de experimentos inyectando a los escorpiones su propio veneno con resultados igualmente negativos.

Así que, en contra de lo que sostiene el mito, los escorpiones son inmunes a su propio veneno. Como se pudo comprobar más de un siglo después, en algunos casos son capaces de tolerar dosis de 100 a 1000 veces superiores a la concentración que puede afectar a los canales iónicos de las células otros animales. La resistencia del escorpión a su veneno se debe a que su hemolinfa (el equivalente artrópodo a la sangre) es capaz de neutralizar las toxinas. Si el veneno se inyecta en un ganglio nervioso, el escorpión muere rápidamente.

Usos terapéuticos del veneno de los escorpiones

Dada su alta especificidad para bloquear canales iónicos, las toxinas de los escorpiones se están revelando como prometedoras sustancias para el tratamiento de enfermedades en humanos.

Por citar un par de ejemplos, la imperatoxina, una toxina de 33 aminoácidos del escorpión emperador (Pandinus imperator), se está probando para tratar la arritmia.

La clorotoxina, una toxina de 36 aminoácidos del escorpión del desierto (Leiurus quinquestriatus), se une específicamente a un receptor que sólo aparece en células de tumores de mama, piel, cerebro y pulmón. Una versión sintética, la 131I-clorotoxina o 131I-TM-601, a la que se le ha unido el isótopo radiactivo yodo-131, es como una «bala mágica» que permite dirigir dosis letales de radiactividad a las células tumorales sin afectar a las sanas.

[VIA]

---

Referencias

Secret Weapons: Defenses of Insects, Spiders, Scorpions, and Other Many-Legged Creatures. Thomas Eisner, Maria Eisner y Melody Siegler. The Belknap Press of Harvard University Press, 2005.

The Biology of Scorpions. Gary A. Polis, Ed. Stanford University Press, 1990.

Assembling an arsenal, the scorpion way. Adi Kozminsky-Atias, Adi Bar-Shalom, Dan Mishmar y Noam Zilberberg. 2008. BMC Evolutionary Biology 8:333.

Transcriptome analysis of the venom gland of the scorpion Scorpiops jendeki: implication for the evolution of the scorpion venom arsenal. Yibao Ma, Ruiming Zhao, Yawen He, Songryong Li, Jun Liu, Yingliang Wu, Zhijian Cao y Wenxin Li. 2009. BMC Genomics 10:290

Scorpion venom and the inflammatory response. Vera L. Petricevich. 2010. Mediators of Inflammation 2010, ID 903295.

One scorpion, two venoms: Prevenom of Parabuthus transvaalicus acts as an alternative type of venom with distinct mechanism of action. Bora Inceoglu, Jozsef Lango, Jie Jing, Lili Chen, Fuat Doymaz, Isaac N. Pessah y Bruce D. Hammock. 2002. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100(3), pp. 922-927.¶

The nature of suicide: science and the self-destructive animal. Edmund Ramsden y Duncan Wilson. 2010. Endeavour 34(1), pp. 21-24.

The myth of scorpion suicide: are scorpions insensitive to their own venom? Christian Legros, Marie-France Martin-Eauclaire y Daniel Cattaert. 1998. J. Exp. Biol. 201, pp. 2625-2636.

Imperatoxin A, a Cell-Penetrating Peptide from Scorpion Venom, as a Probe of Ca2+-Release Channels/Ryanodine Receptors. Georgina B. Gurrola, E. Michelle Capes, Fernando Z. Zamudio, Lourival D. Possani y Héctor H. Valdivia. 2010. Pharmaceuticals (Basel). 3(4), pp. 1093-1107.

Phase I Single-Dose Study of Intracavitary-Administered Iodine-131-TM-601 in Adults With Recurrent High-Grade Glioma. Adam N. Mamelak, Steven Rosenfeld, Richard Bucholz, Andrew Raubitschek, L. Burt Nabors, John B. Fiveash, Sui Shen, M.B. Khazaeli, David Colcher, An Liu, Medhat Osman, Bart Guthrie, Susan Schade-Bijur, Diana M. Hablitz, Vernon L. Alvarez y Matthew A. Gonda. 2006. J. Clin Oncol. 24(22), pp. 3644-3650.