Plantas tóxicas: ¿cuáles son las más problemáticas?

1 2 TRABAJO DE FIN DE GRADO PLANTAS TÓXICAS. ¿CUÁLES SON LAS MÁS PROBLEMÁTICAS? Revisión Bibliográfica Autora: Eva González Díaz Tutor: Rafael González Albaladejo Departamento de Biología Vegetal y Ecología Titulación: Grado en Farmacia Curso académico: 2022/2023 Facultad de Farmacia Universidad de Sevilla Sevilla, julio 2023 3 4 RESUMEN Introducción: Desde la antigüedad las plantas han sido usadas por las diversas sustancias que poseen, ya sea por sus efectos beneficiosos o por evitar sus efectos nocivos para la salud. Actualmente se tiene un amplio conocimiento de las especies tóxicas pero las intoxicaciones producidas por éstas siguen siendo un hecho en todo el mundo, lo que presenta un problema para la salud pública. Un problema que puede evitarse educando a la población en medidas de identificación y prevención. Objetivo de la revisión: Esta revisión tiene como objetivo la búsqueda, recopilación y revisión de artículos científicos relacionados con casos de toxicidad por plantas, para obtener a partir de ellos los nombres de las especies botánicas más relevantes en los últimos 10 años. Sobre estas especies más relevantes se realiza una breve revisión donde se incluye una breve descripción botánica y se exponen los principales problemas causados por cada una de ellas. Metodología: Para realizar la siguiente revisión se ha usado la base de datos Web of Science. En la cual se ha buscado información acerca de los casos producidos por intoxicaciones debidas a especies botánicas. Una vez obtenidos, se han pasado por el algoritmo GNRD, él cuál proporcionó los nombres de las especies presentes. Posteriormente, mediante consultas de bases de datos con Access y Excel se obtuvo una tabla que ordenaba las especies según el número de registros. Resultados y discusión: De los 1251 nombres de especies, un 74% eran referentes a plantas, un 18% a hongos y un 8% a algas. Las 5 especies con mayor número de registros fueron: Amanita phalloides, Ginkgo biloba, Alexandrium catenella, Datura stramonium y Mitragyna speciosa. Conclusión: Los problemas que causan estas especies frecuentemente se deben a su uso indebido lo cual refuerza la necesidad de educar a la población sobre el tema y de reforzar las leyes incorporando regulaciones más estrictas. Palabras clave: “algas tóxicas”, “intoxicación”, “hongos tóxicos”, “plantas tóxicas”, “toxicidad”. 5 ABREVIATURAS ARNm: ARN mensajero MCO: Membranas de medio cut-off MPN: 4’-O-metilpiridoxina PN: Piridoxina PLP: Piridoxal fosfato GABA: Ácido γ-aminobutírico SNC: Sistema nervioso central APC: Complejo de poro apical FAN: Floraciones de algas nocivas PSTs: Toxinas paralíticas de mariscos PSP: Intoxicación paralítica por mariscos OUD: Trastorno por consumo de opioides CSA: Ley de sustancias Controladas DEA: Administración para el control de Drogas de Estados Unidos SEAT: Sistema español de alerta temprana SIT: Servicio de Información de Toxicología GNRD: Reconocimiento y descubrimiento de nombres globales 6 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 7 2. OBJETIVOS DE LA REVISIÓN....................................................................................... 8 3. METODOLOGÍA .......................................................................................................... 9 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...................................................................................... 11 4.1 Amanita phalloides (Vaill. Ex Fr.) Link. ............................................................. 13 4.2 Ginkgo biloba L. ................................................................................................ 17 4.3 Alexandrium catenella (Whedon & Kofold) Balech.......................................... 21 4.4 Datura stramonium L.. ..................................................................................... 25 4.5 Mitragyna speciosa (Korth.) Havil.................................................................... 28 5. CONCLUSIÓN ........................................................................................................... 31 6. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 32 7 1. INTRODUCCIÓN Desde el comienzo de la humanidad las plantas han sido usadas por sus diversas propiedades, ya sea como alimento, como remedio para tratar enfermedades, en la elaboración de venenos o con fines religiosos. Esto se debe a que contienen diversas sustancias químicas, las cuales pueden tener tanto efectos beneficiosos como nocivos para nuestra salud. Las intoxicaciones por plantas datan de la antigüedad, tanto por su consumo indebido o por su empleo de forma intencionada buscando hacer uso de sus efectos alucinógenos o de sus efectos tóxicos. En la Antigua Grecia se utilizaban como método de ejecución, por ejemplo, recordemos que en el año 399 a.C, el famoso filósofo Sócrates fue condenado a muerte forzado a tomar una bebida con Conium maculatum, conocida comúnmente como cicuta. Hoy día, debido al desarrollo de la ciencia, se tiene constancia de las especies que presentan un riesgo para la sociedad, pero a pesar de esto se siguen dando casos de intoxicaciones accidentales que llegan a nuestros hospitales y que en determinados casos resultan fatales. Solo en España la prevalencia anual de las exposiciones a plantas tóxicas es del 0,6 al 1,1% y las consultas relacionadas son de un 0,8% (SIT, 2023). Cabe resaltar las intoxicaciones por hongos, sobre todo en la parte rural de España donde la práctica de recolectar setas silvestres para su posterior consumición o venta está en auge. En España hay alrededor de 400 ingresos hospitalarios al año por intoxicaciones graves tras consumo de setas, a pesar de que la mortalidad en estos casos suele ser de entre el 50% y el 60%, si son tratadas a tiempo estos porcentajes de mortalidad puede bajar a menos del 10% (Colsa et al., 2022). Este problema no solo afecta a nuestro país, sino que ocurre globalmente. En Estados Unidos se calcula que hay unos 7428 casos de intoxicación por setas al año, de las cuales 39 resultaron graves (Brandenburg y Ward, 2018). En 2022 en China tuvieron lugar unos 482 incidentes con 28 muertes con un 2,1% de índice de mortalidad (Li et al., 2022). La mayoría de estos casos se dan por errores en la identificación de las especies. Por esta razón, resulta esencial educar a la población en la identificación de especies como principal medida de prevención. A causa del apogeo de la fitoterapia en los últimos años, en la sociedad prevalece la idea de que todo lo natural es sano y por lo tanto carente de efecto adverso. En consecuencia, una parte de la población no es consciente de los peligros que pueden causar dando lugar a 8 casos graves de intoxicaciones. Y no solo eso, una parte de la población consume sustancias vegetales buscando efectos alucinógenos, abusando del escaso control legal presente (Burillo- Putze et al., 2013). Actualmente, gracias al avance de la Tecnología podemos acceder, mediante el uso de bases de datos y herramientas que permiten filtrar los resultados, a aquellos artículos relacionados con intoxicaciones producidas por especies botánicas de manera eficaz, obteniendo así gran cantidad de información rápidamente. De esta información es posible extraer los nombres de las especies de forma automática usando algoritmos capaces de extraer nombres científicos de archivos. Todo esto hace posible recabar la información necesaria para ordenar las especies por número de registro y así saber cuáles son las de mayor repercusión en la última década. 2. OBJETIVOS DE LA REVISIÓN En vista de los casos de intoxicación producidos por especies botánicas en los últimos años resulta primordial la búsqueda, recopilación y revisión de información en bases de datos como es Web of Science con la finalidad de averiguar las principales especies responsables. El objetivo de esta revisión bibliográfica es recopilar artículos científicos relacionados con casos de toxicidad producidos por especies botánicas en los últimos 10 años y conocer mediante el uso de un software de reconocimiento de nombres de aquellas especies más nombradas en estos. Posteriormente, se realiza una breve monografía sobre las 5 especies más frecuentes que incluya una breve descripción botánica de cada una de ellas incorporando un mapa que exponga su localización geográfica, una descripción de los principales problemas causados actualmente, incluyendo ejemplos de casos de intoxicaciones relacionados con ellas. Además, se exponen los síntomas relacionados con cada intoxicación, las medidas actuación existentes, así como el principal tratamiento más aceptado hasta el momento. 15 llegan al hígado. Las amatoxinas son un grupo de oligopéptidos bicíclicos formado por al menos 9 toxinas diferentes (α, β, γ, and ε-amanitinas, amanullina, ácido amanullinico, amaninamida, amanina, and proamanullina) todas ellas solubles al agua y térmicamente estables, tanto al frío como al calor, siendo resistentes al procesado de los alimentos. Además de ser resistentes a enzimas y ácidos presentando así resistencia a los procesos intestinales de detoxificación. De todas, alfa-amatoxina es la que posee mayor efecto hepatotóxico (Santi et al., 2012). Las amatoxinas son inhibidores selectivos de la ARN polimerasa, a la cual se unen mediante un enlace covalente e inhiben la síntesis de ARNm y micro ARN. Inactivan tanto la ARN polimerasa II (α-amanitinas) como a la ARN polimerasa III (β-amanitinas). Una vez ingeridas son absorbidas rápidamente por el hígado a través del sistema gastrointestinal y de la circulación portal hepática. Allí actúa inhibiendo la síntesis de proteínas y deteniendo el metabolismo a nivel celular. Al inhibir la síntesis de proteínas altera la capacidad regeneradora del hígado (Díaz et al., 2018). A causa de su rápida absorción y distribución resulta difícil de detectar en plasma. El 60% de las amatoxinas siguen una circulación enterohepática y el 40% se excreta vía renal, siendo estos órganos los más afectados. La dosis letal de amatoxinas es de 0,1 a 0,3 mg/kg, una concentración baja que puede encontrarse fácilmente en una sola seta, por ejemplo, la concentración de amatoxinas en Amanita phalloides es de 0,2-0,4 mg/gramo de tejido fresco (Huddam et al., 2021). El problema principal de la intoxicación por amatoxinas es el diagnóstico, ya que los síntomas suelen presentarse de forma tardía a las 6 u 8 horas tras la ingesta. El cuadro clínico empieza con la aparición de náuseas y vómitos acompañados de diarrea, síncope, alucinaciones, daño renal y dolor abdominal. Debido a que las amatoxinas alteran la capacidad regeneradora del hígado, los pacientes empiezan a presentar necrosis, hemorragia centrilobular y perportal, que evoluciona en las siguientes 24-48 horas en síndrome hepatorrenal, y finalmente termina en insuficiencia hepática fulminante, coma y la muerte. Los pacientes con insuficiencia hepática que no derivan el fallo hepático tienen más posibilidades de sobrevivir que los pacientes que presentan fallo hepático agudo, de los cuales la mitad necesitará un trasplante. 16 No existe antídoto para la intoxicación por amatoxinas, la supervivencia depende de la gravedad del daño del hígado. Teniendo en cuenta la gravedad del pronóstico es muy importante iniciar el tratamiento en las primeras 48 h, este se basa en técnicas de absorción y eliminación de las amatoxinas absorbidas, como es lavado gástrico (en la primera hora) y el uso del carbón activo, tanto líquido como en polvo, para interrumpir la circulación enterohepática de las toxinas. Así como en la administración intravenosa sola o conjunta de bencilpenicilina, la cual bloquea la absorción de α-amanitina inhibiendo la proteína que la transporta, n-acetilcisteína y silimarina, ambas antioxidantes con efecto hepatoprotector, y cimetidina, la cual inhibe el sistema citocromo P450 a nivel hepático (Yongzhuang y Zhenning, 2018). Otro tipo de tratamiento que se ha observado en las recientes décadas requiere la utilización de un nuevo tipo de membrana usada en hemodiálisis, las membranas MCO, que pueden separar toxinas de alto peso molecular, por permeabilidad, ayudando en el tratamiento en casos de sepsis e inflamación. Se ha observado que puede bajar el índice de mortalidad un 9% en pacientes que han sido tratados en las primeras 48-72 horas, por lo que podría ser una nueva alternativa en el tratamiento por intoxicación por Amanita phalloides (Huddam et al., 2021). Algunos estudios con animales sugieren el uso de polimixina B como el primer antídoto para la intoxicación por Amanita phalloides, ya que se ha demostrado in silico e in vivo su protección frente a α-amanitina. Actúa uniéndose a la ARN polimerasa II en el mismo lugar que α-amanitina impidiendo su unión, inhibiendo su actividad y disminuyendo el daño renal y hepático (García et al., 2015). Actualmente el tratamiento para la intoxicación por Amanita phalloides es inespecífico, sin la posibilidad de trasplante de hígado el índice de mortalidad es del 10 al 20% por insuficiencia hepática aguda (Santi et al., 2012). 17 4.2 Ginkgo biloba L. Ginkgo biloba es el único representante de la familia Ginkgoaceae y se encuentra dentro de las gimnospermas. Se caracteriza por la ausencia de flores, por lo que su semilla está desnuda (gymnossignifica desnudo y spermasemilla), es decir no se encuentra encerrada dentro del carpelo sino sostenida por él. El género Ginkgo, es uno de los géneros de plantas con semillas más antiguos puesto que sus orígenes se remontan a principios de la era jurásica. En este género Ginkgo biloba es la única especie sobreviviente actualmente, estando todos las especies y géneros emparentados extintos. Es por esto por lo que se suele decir que Ginkgo biloba es un fósil viviente. Ginkgo Biloba es un árbol caducifolio de aproximadamente 35 m de altitud y de porte piramidal, que crece lentamente de forma monopodial (Fig. 5). Sus ramas son rectas, estriadas y gruesas, que ascienden en un ángulo de 45º con respecto al tronco principal, y, además, son pseudo verticiladas. El tronco se caracteriza por ser de un color grisáceo con surcos cortos e irregulares y hendiduras marcadas. Las hojas tienen un color verde claro y su tamaño ronda entre los 5 y los 15 cm. Son planas, con nerviación dicotómica y paralela. Nacen de macroblastos y braquiblastos, con un peciolo largo cuyo limbo presenta una característica forma de abanico con surcos en la parte final. Es un árbol caducifolio, cuando llega el otoño las hojas tornan un color amarillento que indica su inminente caída en un plazo de 15 días. 18 Esta especie es proveniente del sureste de China, aunque con el paso se ha ido introduciendo en multitud de países como Japón, Corea, Rumania y un largo etcétera. Figura 6. GBIF Backbone Taxonomy Mapa distribución Ginkgo L. in GBIF Secretariat (2022). Figura 5. Izquierda: Barstow S (2021). Images and observations of mostly edible plants in Stephen Barstow’s Edible Garden in Norway, taken between 2005 and 2014. Disponible en GBIF. Derecha: Teisher J, Stimmel H (2023). Tropicos MO Specimen Data. Missouri Botanical Garden. Consultado en mayo 2023]. Disponible en GBIF. 19 Las semillas de Ginkgo biloba son altamente apreciadas en la cultura China, como alimento y por sus usos en la medicina tradicional. Tanto las semillas como las hojas han sido usadas para enfermedades del sistema respiratorio como bronquitis o asma, enfermedades cardiovasculares y para casos de pérdidas de memoria o trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Alzheimer. Actualmente las hojas de Ginkgo se usan como complemento dietético en casos de demencia y otros problemas de salud. Los problemas que presenta Ginkgo biloba se deben a un consumo excesivo de las semillas, ya que estas tienen un efecto tóxico que pueden derivar en la muerte. Desde 1991 hasta 2015 en China ha habido 432 casos de intoxicación por semillas de Ginkgo (Jin-Peng et al., 2021). Esto es debido a un derivado de la vitamina B6, un compuesto llamado 4’-O- metilpiridoxina (MPN), también conocido como ginkgotoxina. El MPN actúa tanto a nivel de las células del epitelio gástrico, como a nivel del sistema nervioso y sistema respiratorio. En el sistema gástrico actúa inhibiendo la proliferación de las células GES-1 provocando su apoptosis la cual es dosis-dependiente. Se ha demostrado que una alta concentración de MPN afecta al núcleo de estas células causando la apoptosis en el 43.80% de los casos (Jin-Peng et al., 2021). De este compuesto, por la acción de la S-adenosil metionina, se sintetiza piridoxina (PN) que provoca daños a nivel del ADN e interfiere en unas de las rutas del compuesto VB6, un compuesto encontrado en las semillas de Ginkgo valorado por su actividad anti-inmune, antitumoral y antioxidante, lo que indica que interfiere en el metabolismo intracelular de aminoácidos, proteínas y en la replicación del ADN. El MPN también inhibe la transformación de los análogos de la vitamina B6 a su forma activa, el piridoxal fosfato (PLP). Además, su glucósido, el 4-O-Metilpiridoxina-5’-glucósido, compite con el PLP, inhibiendo su actividad. El PLP es una coenzima del glutamato descarboxilasa, la cual se encarga de la producción de GABA. Por lo que al inhibir tanto su formación como su actividad, disminuye la producción de GABA, el principal neurotransmisor inhibidor del SNC, resultando en la aparición de convulsiones. Un consumo excesivo de las semillas puede causar convulsiones, vómitos, dolor abdominal y diarrea. Aunque en niños los síntomas son más graves pudiendo llegar a fuertes convulsiones, pérdida de la conciencia y la muerte (van Beek y Montoro, 2009). 20 La tasa de mortalidad asociado al consumo excesivo de semillas de Ginkgo es del 13% en Japón, aunque no hay ninguna muerte registrada por esta causa desde 1969. Dentro de los casos reportados la mayoría son niños (Azuma et al., 2020). Los síntomas aparecen de 1 a 12 horas después de la ingesta siendo más frecuente que aparezcan a las 6 horas. El principal tratamiento es la administración de suplementos de vitamina B6. 21 4.3 Alexandrium catenella (Whedon & Kofold) Balech. Alexandrium catenella es una microalga del orden Gonyaulacales y familia Gonyaulacaceae, y pertenece a los dinoflagelados gonyaulacoideos. Sus células son esféricas o subesféricas, con 20-80 µm de transdiametro. Estas presentan pequeños poros o reticulaciones en su superficie. Su APC tiene una cavidad en forma de anzuelo. Esta característica solo la comparte con A. tamarense, pero al contrario de ésta que suele presentarse en la naturaleza de forma individual, A. catenella forma cadenas de 8 o más células (Fig. 7). Estos datos son clave para su identificación. La identificación entre especies cercanas es complicada debido a que las células se encuentran recubiertas por una fina capa de teca que se desprende fácilmente en el manejo de muestras y a que las diferencias morfológicas son difíciles de ver en un microscopio de luz, teniéndose que usar en estos casos un microscopio electrónico de barrido. El género Alexandrium se encuentra distribuida casi globalmente. Afecta tanto a las costas del océano Ártico como a las costas del Pacífico, Atlántico, Índico y Antártico. Se han encontrado casos de A. catenella en Norte América Chile, Perú y Corea del Sur, por lo que podemos decir que se encuentra ampliamente distribuida en las costas del océano Pacífico (Rodríguez-Villega et al., 2022; Young Ok Kim et al., 2020). Figura 7. Alexandrium catenella. G. Hansen (2010). SCCAP K-1490 culture collected from Saanich Inlet, Camera Station by V. Pospelova. 22 Figura 8. GBIF Backbone Taxonomy. Mapa de distribución Alexandrium catenella (Whedon & Kofoid) Balech in GBIF Secretariat (2022). Este género contiene varias de las especies más nocivas para el ser humano, debido a que es productor de las floraciones algales nocivas (FAN), conocidas comúnmente como mareas rojas, que presentan actualmente un problema socioeconómico a nivel mundial. Este fenómeno afecta de forma negativa a la industria acuícola y pesquera, dado que provoca la muerte masiva de peces y la contaminación de moluscos, entre otras especies marinas, impidiendo su consumo e interrumpiendo el comercio (Anderson, 2012; Díaz, 2019). Cuando A. catenella prolifera, los quistes en reposo que se forman a partir de la fusión de gametos pasan por un periodo de maduración, germinando si las condiciones ambientales son favorables y ocasionando así la marea roja (Rodríguez-Villega et al., 2022). Estos quistes en reposo pueden acumularse en el sedimento marino. Donde más adelante ascienden a la superficie gracias a los movimientos de surgencia o afloramiento, un proceso que consiste en el ascenso del agua de las profundidades, fría y rica en nutrientes, a la superficie (Fig. 9). Esto puede ocurrir de forma temporal o permanente, puesto que depende de la interacción de las corrientes marinas, la geomorfología de la costa y la rotación de la tierra. Un ejemplo sería el transporte de Ekman, que sucede en las costas de Chile y Perú, que explica el movimiento de las aguas costa hacia mar adentro y desplazamiento de las masas de agua fría de las profundidades hacia la costa ocasionando la surgencia. A causa de estos movimientos de masas de agua y a las condiciones de florecimiento, las FAN suelen presentar un comportamiento estacional. 23 El problema que presentan las FAN se debe a la concentración de toxinas presentes en las aguas. Gran parte de las especies de Alexandrium (entre ellas A. catenella) producen neurotoxinas, entre ellas la más conocida es la saxitoxina, una tetrahidropurina que forma parte de las toxinas paralíticas de mariscos (PSTs). Estas toxinas se acumulan en el plancton del cual se alimentan numerosas especies, normalmente bivalvos como por ejemplo las almejas y los mejillones. Su posterior consumo da lugar a la intoxicación paralítica por mariscos (PSP) que puede provocar la muerte tanto en animales como en humanos (Solter y Beasley, 2002). Esto se produce porque la saxitoxina es un potente inhibidor de los canales iónicos voltaje-dependientes de sodio en los nervios motores, dando lugar a una parálisis muscular. Esta toxina está implicada en la Intoxicación PSP, sus síntomas más frecuentes son parestesia, adormecimiento de labios y boca que distribuye hacia la zona cara, cuello y posteriormente a las extremidades, y que puede finalizar en paro respiratorio y muerte. A veces el paciente también puede presentar náuseas y vómitos (Solter y Beasley, 2002). Figura 9. Ciclo estacional de las mareas rojas. 24 Actualmente no existe antídoto para el PSP. El único tratamiento es de apoyo, el cual se basa en el uso de respiradores mecánicos enriquecido con oxigeno hasta que la toxina salga del organismo. 31 5. CONCLUSIÓN Después de observar los resultados obtenidos en la revisión, podemos decir que las especies que presentan un mayor impacto en la sociedad actualmente son aquellas cuya distribución es casi global y por tanto se encuentran más fácilmente al alcance de la población. Que la especie con mayor impacto sea Amanita phalloides no resulta sorprendente, puesto que es una de las setas más peligrosas que se conoce hasta la fecha, siendo responsable del 90% de los casos letales producidos por intoxicaciones por hongos. Además de este hecho podemos observar que la mayoría de los problemas causados por las especies presenten en el estudio se deben a un consumo indebido, a un uso inadecuado de sus efectos o por el contrario causan una intoxicación indirecta a través del consumo de especies contaminadas. Todo esto reafirma la necesidad de educar a la población y reforzar la legislación presente, ya que con la debida información y con medidas de control que incluyan regulaciones más estrictas se podrían reducir significativamente los casos. 32 6. BIBLIOGRAFÍA • AEP. Fisostigmina. Pediamecum AEP. 2022. [en línea] [consultado en 2023] Disponible en: https://www.aeped.es/pediamecum/generatepdf/api?n=91105. • Azuma F, Nokura K, Kako T, Kobayashi D, Yoshimura T, Wada K. An adult case of generalized convulsions caused by the ingestion of Ginkgo biloba seeds with alcohol. Intern med. 2020; 59(12): 1555-8. • Boffa L, Ghè C, Barge A, Muccioli G, Cravotto G. 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