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Neurotoxinas: entre la muerte y el éxtasis

Aleph A. Corona Morales, Juan Santiago García y Mario Caba

Un par de ojos que no parpadean, silenciosos, siguen a su víctima, entre árboles, ramas, insectos y arbustos. Los pocos sonidos son las hojas impulsadas por el viento y el recorrido lejano de las aguas amazónicas. De pronto, un ruido distinto corta el silencio y el aire caliente: ha salido impulsada la muerte en forma de flecha, la cual, en línea casi recta, da en su objetivo. El veneno se difunde por el cuerpo herido en cantidades suficientes para causar a la víctima -que se halla completamente consciente- una parálisis casi inmediata que empieza por sus extremidades, hasta que momentos después le sobreviene una asfixia fulminante.
Para los japoneses, uno de los mayores regalos del cielo y un verdadero manjar de reyes es el fuju. En los mejores restaurantes puede uno echarle el ojo al pez globo, o puercoespín marino, platillo que puede pedir si está dispuesto a pagar por él, por cierto, el otro ojo de la cara. No es para menos: se requieren verdaderos cocineros que se especializan durante años en el arte de preparar al animal para, además de dejarlo "presentable" a la vista, quitarle con sumo cuidado el hígado, el cual contiene una poderosa toxina. Si alguien quiere ahorrarse algún dinero preparándolo en casa, puede acabar más muerto que el pez en menos de diez minutos.
Yace en su red esa dócil "dama" elegante, siempre vestida de negro por su eterna viudez y presumiendo su gran reloj de arena rojo. Triplica el tamaño del macho de su especie, es carnívora y de mala fama. Es la viuda negra, y su mordisco puede ser mortal para un humano, siendo su veneno igual de potente que el de quince víboras de cascabel. Su mala fama se debe a las creencias de que lleva al extremo la explotación del "sexo fuerte": se come al macho después del apareamiento. Otra elegante dama, pero en este caso reina de Egipto y amada de Marco Antonio, acabó con su vida para evitarse más penas y ver victorioso a Octavio. Ella, Cleopatra, junto con sus dos doncellas, se suicidó, pero de una manera muy simbólica: mediante la mordedura de un áspid, la cual confería un significado especial a la muerte.
Durante la llamada "revolución cultural" de los años sesenta se utilizaron diversas sustancias para lo que se denominó "psicoexploración", que ocasionaba estados alterados de conciencia. Algunas de ellas, como la mescalina del peyote y la psilocibina de los hongos alucinantes, tenían ya una larga tradición entre algunos pueblos indígenas mesoamericanos con fines místico-religiosos; sin embargo, consumidas en altas dosis pueden producir daños irreversibles e incluso la muerte.
Los venenos del curare, el pez globo, la viuda negra, el áspid egipcio y las sustancias utilizadas para la psicoexploración tienen algo en común: son neurotoxinas, es decir, sustancias que interfieren con los mecanismos neuronales y el funcionamiento del cerebro. Y son esos mecanismos de los que vamos a hablar un poco.

Comunicación entre las neuronas

La idea que todo el mundo se forma sobre una neurona es la de una célula rodeada de una gran cantidad de "patas" que van a otras neuronas formando redes por los que pasan los impulsos nerviosos (corriente eléctrica). La idea no es tan equivocada: la neurona es la célula más característica del sistema nervioso, la cual se conforma por un soma o cuerpo de donde brotan proyecciones neuronales de dos tipos: las dendritas y los axones. Las dendritas son las vías de entrada, es decir, por donde la corriente eléctrica va de sus extremos hacia el soma o centro de la neurona, mientras que los axones son las vías de salida, gracias a las cuales el impulso nervioso viaja desde el soma hacia la Terminal del axón para pasar a la siguiente neurona. Así como en un cable eléctrico la corriente circula por medio de una oleada de electrones, en el axón la corriente viaja por un flujo de iones (moléculas con carga eléctrica) a través de su membrana. Para que los iones fluyan por la membrana del axón, se abren canales o poros por donde viajan los iones.
Ahora bien, la terminal del axón no hace contacto físico con la siguiente neurona sino que la información viaja químicamente; así, el flujo de iones llega al extremo del axón y hace que se liberen ahí unas sustancias químicas llamadas neurotransmisores. El neurotransmisor sale del axón, viaja en el espacio entre dos neuronas y se une a ciertos sitios de reconocimiento en la siguiente neurona (o a una célula muscular), pudiendo inducir en esta última el siguiente impulso eléctrico. A esos sitios de reconocimiento del neurotransmisor se les llama receptores, y a la comunicación entre neuronas, sinapsis. Una vez que el neurotransmisor se ha unido a la siguiente neurona y ha estimulado una respuesta, es eliminado, dejando listos a los receptores para que reciban el siguiente impulso nervioso.
Básicamente, los patrones de comunicación neuronal originan nuestras percepciones, emociones, pensamientos, movimientos y recuerdos, y sus alteraciones dan lugar, entre otras, a las enfermedades psiquiátricas. Por lo tanto, los antidepresivos, ansiolíticos y antipsicóticos -entre muchos otros- trabajan al nivel de la comunicación entre las neuronas. Y es precisamente en este nivel de la comunicación neuronal donde muchos de los venenos tienen sus efectos.
Pero, ¿de qué manera los venenos producen alteraciones mentales, asfixias, parálisis e incluso la muerte? Como hemos visto, cada paso de la comunicación neuronal ocurre entre dos neuronas: una que transmite el flujo eléctrico, o neurona presináptica, y otra que recibe la información eléctrica, la posináptica. Así, las neurotoxinas pueden actuar sobre una u otra neurona, como veremos a continuación.

Venenos en las neuronas presinápticas

Como ya se dijo, el flujo de corriente viaja a lo largo del axón a través de poros o canales iónicos. Si una sustancia como el veneno es capaz de bloquear esos poros, entonces ya no circularán iones y, por ende, el paso de la corriente se detendrá. Es así como actúa la toxina del pez globo, la tetrodotoxina, que se pega a los canales del ión sodio y detiene los impulsos nerviosos que van a las extremidades, provocando parálisis muscular. La saritoxina, conocida comúnmente como "marea roja", actúa de manera similar, y la podemos ingerir al comer mariscos que se han engullido a ciertos dinoflagelados, unos seres microscópicos que habitan en el plancton.
Otros venenos que actúan en la neurona presináptica no interrumpen el flujo de corriente, pero alteran la liberación del neurotransmisor. Todos hemos oído hablar del tétanos y el botulismo, pero ¿cómo las toxinas que los provocan y que son liberadas por bacterias anaerobias -esto es, que crecen en ausencia de oxígeno- nos afectan al ingerirlas? La toxina botulínica disminuye la cantidad de neurotransmisor (acetilcolina en este caso) que una neurona puede liberar para producir el movimiento del músculo; el bloqueo puede durar incluso meses y el paciente muere por asfixia, ya que se paralizan los músculos respiratorios. Por su parte, el tétanos es una enfermedad que ataca a los animales y al hombre y puede llegar a ser mortal; el causante es el bacilo Clostridium tetani . En los adultos, el tétanos frecuentemente se contagia después de una herida, pues sus esporas están en el medio ambiente. Este organismo secreta la toxina tetánica, o tetanospasmina, una de las más tóxicas que se conocen en la naturaleza, la cual se difunde por el cuerpo y tiene predilección por el sistema nervioso; su acción es impedir que los nervios se comuniquen con los músculos al bloquear la salida del neurotransmisor acetilcolina. Debido a que principalmente afecta los nervios craneales y de la médula espinal, se contraen los músculos de la nuca, el tronco, el abdomen y los miembros, y el enfermo adopta una posición arqueada cuando está acostado al apoyarse en la nuca y los talones. Puesto que las contracciones también aparecen en los músculos faciales, el enfermo adquiere un gesto como si se estuviese riendo, al cual se le conoce como "risa sardónica". De hecho, el origen de este término se debe a una hierba venenosa originaria de la isla de Cerdeña, y se dice que quienes la comen mueren "riendo a regañadientes". Su veneno, al igual que en el tétanos, contrae los músculos faciales, de lo que deriva justamente esa expresión de "risa sardónica" para designar la risa falsa y, en este caso, fatal.
Otra toxina agresiva es la latrotoxina. Esta molécula "saca" el neurotransmisor de un jalón de la neurona presináptica, con lo que agota en poco tiempo todo el neurotransmisor de los axones que conectan con los músculos y ya no queda el necesario para los siguientes impulsos nerviosos, por lo que quedan paralizados los músculos. Esta toxina la produce nuestra elegante viuda negra, la araña más peligrosa para el ser humano.

Venenos en las neuronas posinápticas

Las toxinas que actúan directamente sobre la neurona posináptica o sobre la célula muscular son las más comunes y las menos potentes, pero debido a que actúan más velozmente, suelen ser más letales. Como mencionamos, el neurotransmisor liberado se une a la célula posináptica en esos sitios específicos llamados receptores, y es dicha unión la que hace que el flujo de información neuronal se propague; en el caso de la comunicación neurona-músculo, el neurotransmisor que se libera es la acetilcolina. Este neurotransmisor controla funciones tan importantes como la respiración y el ritmo cardiaco. Así, el curare -específicamente la tubocurarina- se une a los receptores colinérgicos de la unión neurona-músculo, y la víctima puede estar consciente de la parálisis muscular que sufre. Algunos moluscos, corales, gusanos y esas bellas ranas de colores muy vivos producen sustancias que bloquean a los receptores de acetilcolina.
Una de las plantas más "místicas" que conocemos es la belladona, empleada en la hechicería, la magia y la herbolaria, y culpable de innumerables alucinaciones y asesinatos y de que muchos hombres hayan sucumbido a la irresistible mirada de las féminas. La Atropa belladona posee un químico llamado atropina, que en dosis bajas dilata las pupilas y hace que la mirada sea "más provocadora" (¡al igual que algunas alucinaciones!). Se cuenta que las tropas romanas de Marco Antonio fueron envenenadas con esta planta en la guerra de Esparta, así como el emperador Claudio. Y es que, a dosis altas, la atropina puede ocasionar el coma o la muerte, pues se une a los receptores de acetilcolina de los músculos respiratorios, del corazón y de los intestinos.
Tal vez el conquistador más exitoso en la historia haya sido un joven macedonio que se adueñó de medio mundo cuando ni siquiera cumplía los 33 años. Tanto la vida como la muerte de Alejandro Magno han estado envueltas en un velo de misterio para los historiadores. Rodeado de excesos, guerras y conjuras, varias pudieron ser las razones de su muerte; sin embargo, los historiadores romanos escriben que Alejandro, en su lecho de muerte, sufrió de temblores, agitación y un dolor muy fuerte en el estómago, desmayándolo. Posteriormente, según cuentan, padeció fiebre, sed intensa y delirio; más tarde, durante la noche, le sobrevinieron alucinaciones y convulsiones, hasta que se le complicó respirar, por lo que entró en coma, y después, simplemente, murió. Una de las hipótesis más creíbles es que fue envenenado -posiblemente por su esposa Roxana- con semillas de Strychnos nux-vomica mezcladas en el alimento. Esta planta era ampliamente usada en el Medio Oriente en aquella época. El agente activo del veneno es la estricnina, que se une a los receptores del neurotransmisor glicina. Debido a que la glicina es un neurotransmisor inhibitorio (inactiva a las neuronas con las que se comunica), la estricnina produce una hiperactividad neuronal (inhibe la inhibición natural) en la médula espinal y ocasiona una contracción muscular simultánea no inhibida, y eso es lo que vemos cuando la persona o animal se empieza a convulsionar.

De la muerte al éxtasis místico

Todos hemos visto -ya sea en vivo o en tiernos cuentos infantiles- esos curiosos hongos con su tallo blanco y sombrero de un rojo intenso con manchas blancas; además de verlos en las caricaturas, también se usan comúnmente "para volar un rato", y a los chamanes les permite entrar en contacto con las deidades a través del trance. A este hongo se le conoce como amanita o matamoscas e induce pérdida del equilibrio, espasmos musculares, alucinaciones visuales y auditivas, sueños lúcidos y euforia. Dentro de las alteraciones visuales, las más frecuentes son la macroscopía (ver las cosas de mayor tamaño al real) y la icroscopía (ver las cosas más pequeñas). Las euforias y alucinaciones son producidas por la molécula llamada muscimol, que se une a los receptores de otro neurotransmisor inhibitorio muy abundante en el sistema nervioso, el GABA .
Hace unos tres siglos, el promedio de vida en Europa era de 37 años y eran muy comunes los altísimos índices de mortalidad. Para no variar, la gente más pobre era la menos protegida, por lo que la hambruna y las infecciones llegaron a provocar una alarmante disminución de la población. La tifoidea y la disentería atacaban principalmente en verano, mientras que las infecciones respiratorias tenían predilección por el invierno. Sin embargo, ocurrió un hecho curioso: en algunos lugares la mortalidad era mayor en primavera y comienzos de otoño, lo cual significaba que había otras causas además de las infecciones. Mientras que la gente adinerada se alimentaba del pan de trigo, los menos afortunados comían el pan de centeno, menos suave. Este cereal crece en lugares que tienen inviernos muy fríos y húmedos, por lo que no llegaba a secarse y se almacenaba húmedo. Posteriormente, se observó que los lugares con mayor mortalidad durante la primavera y el otoño eran las mismas donde se consumía el pan de centeno. Lo que sucedía es que las condiciones de almacenaje del grano favorecían el desarrollo del hongo Claviceps purpurea , o cuernecillo de centeno, parásito que sintetiza los alcaloides ergotamina y ácido lisérgico (LSD) y cuya ingesta produce la llamada fiebre de San Antonio, fuego del infierno o, como mejor se le conoce, ergotismo. De hecho, es un envenenamiento que hace que los enfermos tengan alucinaciones y convulsiones, además de gangrena y abortos. Se dice que el pan de centeno puede estar relacionado con los intensos arrebatos místicos de notables personajes del Renacimiento español, como san Juan de la Cruz y santa Teresa de Jesús. Ahora bien, algunos de esos síntomas se deben a que la ergotamina se une a los receptores de otro neurotransmisor, la dopamina, unión que bloquea al receptor, por lo que la dopamina ya no puede ejercer su función y se altera así el funcionamiento normal del organismo.
Tales compuestos del centeno han tenido un enorme impacto en la humanidad. Se cree que formaban parte de una bebida que consumían los participantes de los misterios de Eleusis, en la antigua Grecia. El dato no es trivial, pues al parecer filósofos como Sócrates y Platón, pilares de la cultura occidental, participaron en ellos, aunque dichos ritos paganos se extinguieron con el paso del tiempo. Sin embargo, a partir del descubrimiento por experimentación propia de la estructura química del LSD y de sus efectos, hecho por Albert Hoffman en 1943, esta sustancia se colocó en el centro de lo que se ha llamado la "revolución cultural" de los años sesenta, aunque esta vez se utilizó con fines muy diferentes de los propósitos místico-religiosos de la antigüedad.

De peores demonios.

Las plantas y los animales han desarrollado estas y muchas otras sustancias, ya para no ser el desayuno de algún organismo hambriento, ya para conseguir alguna presa. Empero, si de matar de manera eficiente se trata, el Homo sapiens sapiens (¿en verdad es necesario repetirlo?) se pinta solo. Sólo recuérdese el ataque con gas sarín en el metro de Tokio en 2005, donde murieron doce personas y hubo más de seis mil heridos. En los últimos años, los temas de la guerra química y los atentados terroristas con gases tóxicos se han puesto tan de moda como la Internet o las novelas de templarios. Entre los gases mortíferos sintéticos más importantes están el sarín, el tabún, el somán y el gas VX, que pueden entrar por los ojos y la piel cuando están en forma líquida, y por las vías respiratorias en su forma gaseosa.
Las estructuras químicas de todos ellos son muy similares y afectan al sistema nervioso. Pero, ¿qué es lo que los hace tan letales una vez que han entrado al cuerpo? Como dijimos anteriormente, existen neurotoxinas que no permiten que una célula se comunique con otra al bloquear la salida del neurotransmisor o evitar que, aunque salga de la neurona presináptica, no se una al receptor en la célula posináptica. Y así como las ausencias son graves, los excesos también, esto es lo que hacen estos gases neurotóxicos: inhiben a la acetil-colinesterasa, la enzima que degrada a la acetilcolina, por lo cual ocurre una acumulación de este neurotransmisor, que se refleja en una estimulación excesiva de los receptores y, por ende, de los músculos. Así, la gente que absorbe estos gases puede morir por parálisis respiratoria debido a la roncoconstricción inducida.
Todos nosotros tenemos nuestras propias guerras químicas en casa. ¿Quién no ha usado veneno para matar a ratas y ratones que tratan de compartir la vivienda sin pago de renta? El agente activo es la estricnina. El carbaril es un insecticida de uso muy frecuente en jardinería y funciona como el gas sarín, y el malatión, otro inhibidor de la acetil-colinesterasa, se ha usado para tratar las infestaciones de piojos.

Maneras inteligentes de aprovechar las neurotoxinas

Así como hay hombres que diseñan o fabrican sustancias con la finalidad de matar, también hay otros con menos odio a la vida que prefieren verles una utilidad más amena. La medicina ha explotado extraordinariamente las cualidades de estos venenos y los ha empleado de una manera muy interesante. Antes del desarrollo de los relajantes musculares modernos, los anestesiólogos necesitaban muchas veces suministrar grandes dosis de anestesia, por lo que corría el riesgo de matar al paciente, sobre todo cuando eran de edad avanzada o con problemas cardiacos. Por lo tanto, hacían uso del curare debido a su función como relajante muscular. También se ha empleado por mucho tiempo en anormalidades crónicas, como espasmos o trauma muscular, artritis aguda y poliomielitis. La misma tetrodotoxina -esa que puede convertir al comensal de fugu en comida de gusanos- se estudia actualmente para su aplicación en el tratamiento del dolor grave, como el del cáncer. Si la atropina hacía las miradas más atractivas, pues para los oftalmólogos resulta esencial a la hora de hacer una cirugía o un examen de fondo del ojo, también se la ha empleado en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson y como antídoto contra la intoxicación de hongos. La ergotamina -la toxina producida durante el almacenaje del centeno- se emplea en el tratamiento de la migraña debido a su acción vasoconstrictora. La temida toxina botulínica ya es legalmente explotada en la clínica para el tratamiento de la espasticidad (contracción permanente muscular) que aparece en la esclerosis múltiple, en la migraña y en distonía cervical, entre otros. Pero su empleo ha ido más allá: conocida como Botox o "veneno que rejuvenece" en el medio de la estética, la toxina inyectada a dosis bajas inhabilita los músculos faciales por entre tres y seis meses, por lo que al inhibir los músculos no se mueve la piel, retardando así la aparición de las "líneas de expresión", conocidas antes como simples arrugas.
Otra gran disciplina que se ha beneficiado enormemente con el mecanismo de los venenos son las neurociencias. Gracias a estas toxinas, se ha avanzado mucho sobre los mecanismos utilizados por las neuronas para comunicarse entre sí, por lo que se ha podido explicar mejor la función del cerebro.
Esta dualidad de las sustancias neurotóxicas ya había sido observada desde hace mucho tiempo. El famoso jurista de la Roma de Marco Aurelio, Gaius o Gayo, señaló que «al veneno debe agregársele las palabras "bueno" o "malo" porque también los medicamentos son venenosos». También Paracelso, el gran revolucionario suizo de la química y la medicina europea del siglo XVI y gran alquimista, afirmó que "todo es veneno, nada es sin veneno. Sólo la dosis hace el veneno".
En fin, no importando la finalidad con que se haya administrado cierta sustancia, el mecanismo por el cual actúa en nuestro sistema nervioso es similar: interferir con los sistemas de comunicación neuronal. Hemos aprendido ahora que organismos tan diversos como los moluscos, insectos, mamíferos, bacterias y plantas han desarrollado, como estrategias evolutivas de supervivencia, neurotoxinas específicas cuyas acciones convergen en unos pocos mecanismos, esto es, la propagación de los impulsos nerviosos. Como hemos visto, los venenos no siempre son mortales; han desempeñado papeles preponderantes en nuestra sociedad, que van desde la revolución cultural, la medicina y los tratamientos faciales para quien quiera y pueda pagarlos, hasta la exterminación masiva de nuestros semejantes. Todo depende de la dosis y del propósito con que se quieran usar.