En la actualidad, la presencia de contaminantes en el
medio ambiente es una preocupación crítica para la salud pública y el
bienestar ecológico, especialmente en áreas urbanas y rurales. Los contaminantes
suelen medirse en unidades de trazas, como partes por millón (ppm) o partes
por billón (ppb), que representan concentraciones muy pequeñas de
sustancias dentro de medios como el aire, agua o suelo. A
pesar de que estas cantidades puedan parecer mínimas, poseen un impacto
considerable, especialmente cuando se trata de sustancias que tienen alta toxicidad
o efectos biológicos significativos. Las unidades de trazas reflejan la
precisión con la que se pueden medir sustancias a niveles extremadamente bajos,
lo cual es crucial en el estudio de la química ambiental, ya que incluso
una cantidad infinitesimal de una toxina puede tener efectos graves.
En ciudades grandes, la actividad humana, como el
tráfico vehicular y las emisiones industriales, provoca niveles elevados de contaminantes,
como el dióxido de nitrógeno (NO₂). Por ejemplo, en zonas urbanas
con alta congestión vehicular, los niveles de NO₂ pueden llegar hasta 50
ppm, lo que representa una cantidad considerable de un contaminante que está
directamente relacionado con problemas respiratorios crónicos y enfermedades
pulmonares. En comparación, las áreas rurales, aunque generalmente menos contaminadas,
aún pueden enfrentar presencia de contaminantes debido a la actividad
agrícola, especialmente el uso de pesticidas y fertilizantes, que
pueden filtrarse en fuentes de agua y suelos. Aunque las concentraciones de
estos contaminantes suelen ser más bajas, sus efectos son igualmente
significativos, especialmente si son tóxicos para las especies que
habitan esos ecosistemas.
Figura
1. El veneno del escorpión Leiurus quinquestriatus, conocido comúnmente
como el escorpión amarillo o el escorpión de la muerte, contiene neurotoxinas
altamente potentes que afectan el sistema nervioso. A pesar de su pequeño
volumen, estas toxinas pueden causar parálisis, insuficiencia respiratoria e
incluso la muerte. Su veneno ha sido objeto de estudios para posibles
aplicaciones médicas, como en tratamientos para el dolor y enfermedades
neurológicas.
La relación entre la baja concentración de contaminantes
y sus efectos negativos no se limita solo a sustancias ambientales, sino que
también puede observarse en el reino animal. Un claro ejemplo de esto es el
veneno del escorpión amarillo (Leiurus quinquestriatus), conocido
por su alta toxicidad y potencial letal incluso en concentraciones
mínimas. Este veneno está compuesto por neurotoxinas potentes que
afectan el sistema nervioso central y que, cuando se encuentran en
concentraciones tan bajas como partes por billón (ppb), pueden causar efectos
devastadores en seres humanos y otros animales. A pesar de que un 1 ppb puede
parecer casi insignificante, la toxina en tal concentración puede tener
un impacto desproporcionado debido a la potencia biológica de las neurotoxinas.
Este fenómeno de alta toxicidad en bajas concentraciones resalta cómo
sustancias que pueden ser letales a niveles extremadamente bajos representan
una amenaza seria para la salud humana y animal. Sin embargo, también existen
aplicaciones útiles de sustancias venenosas o tóxicas cuando se
administran en dosis controladas y bajas, como en algunos medicamentos y
tratamientos.
Este concepto de toxicidad en concentraciones
traza también se aplica a ciertos animales cuyas toxinas, aunque
peligrosas en grandes cantidades, pueden tener aplicaciones terapéuticas o
científicas cuando se dosifican adecuadamente. Por ejemplo, el veneno de la rana
dardo (Dendrobatidae), un grupo de ranas tropicales cuya piel
secreta potentes alcaloides, es un veneno extremadamente peligroso, pero
sus componentes han sido estudiados para el desarrollo de medicamentos que
pueden ayudar a tratar enfermedades como el dolor crónico o los trastornos
neurológicos. En pequeñas concentraciones, estos venenos pueden ser
aprovechados en la medicina, demostrando cómo sustancias altamente tóxicas
pueden tener usos potenciales cuando se controlan sus dosis y administraciones.
Figura
2. El veneno de la rana Dendrobates auratus, conocida como la rana verde
y negra, es altamente tóxico y contiene alcaloides como la batrachotoxina, que
afecta el sistema nervioso al interferir con la transmisión de impulsos
nerviosos. Aunque extremadamente peligroso para los depredadores, en concentraciones
muy bajas, estos compuestos están siendo estudiados por sus posibles
aplicaciones en medicina, como en analgésicos y tratamientos de enfermedades
neurológicas.
Además de los escorpiones y ranas venenosas,
existen otros animales cuya toxicidad en concentraciones bajas también
ha sido aprovechada. Un ejemplo de ello es el veneno de la cobra (Naja),
cuyo componente activo, la alfa-neurotoxina, es utilizado en
investigaciones médicas y farmacológicas. En concentraciones mínimas, la neurotoxina
de la cobra se emplea para desarrollar fármacos que bloquean la transmisión
neuromuscular, lo cual tiene aplicaciones en el tratamiento de condiciones
como el botulismo o la miastenia gravis, un trastorno que afecta la función
neuromuscular. Estos ejemplos demuestran cómo las toxinas de ciertos
animales, cuando se administran en dosis adecuadas, no solo son letales, sino
que también tienen el potencial de ser utilizadas de manera beneficiosa en
aplicaciones médicas y científicas.
Referencias
Bhavya, J.,
N Francois, N., S More, V., & S More, S. (2016). Scorpion toxin polyptides
as therapeutic agents: An overview. Protein and peptide letters, 23(9),
848-859.
JAVED, M.,
HUSSAIN, S., KHAN, M. A., TAJAMMAL, A., FATIMA, H., AMJAD, M., ... &
YAQOOB, M. (2022). Potential of Scorpion Venom for the treatment of various
diseases. International Journal of Chemistry Research, 1-9.
Karunarathna, I., De Alvis, K., Gunasena, P., &
Jayawardana, A. (2024). Innovative
approaches to neutralizing cobra venom: Advances in antivenomics and
recombinant antivenoms.
Medina-Ortiz, K., Navia, F., Mosquera-Gil, C., Sánchez, A.,
Sterling, G., Fierro, L., & Castaño, S. (2023). Identification of the NA+/K+-ATPase α-isoforms in six species of poison
dart frogs and their sensitivity to cardiotonic steroids. Journal
of Chemical Ecology, 49(3), 116-132.
Protti-Sánchez, F., Quirós-Guerrero, L., Vásquez, V.,
Willink, B., Pacheco, M., León, E., ... & Bolaños, F. (2019). Toxicity and alkaloid profiling of the skin of
the Golfo Dulcean poison frog Phyllobates vittatus (Dendrobatidae). Journal
of chemical ecology, 45, 914-925.
Rodríguez,
C., Rollins-Smith, L., Ibáñez, R., Durant-Archibold, A. A., & Gutiérrez, M.
(2017). Toxins and pharmacologically active compounds from species of the
family Bufonidae (Amphibia, Anura). Journal of ethnopharmacology, 198,
235-254.
Santos, J.
C., Tarvin, R. D., & O’Connell, L. A. (2016). A review of chemical defense
in poison frogs (Dendrobatidae): ecology, pharmacokinetics, and
autoresistance. Chemical signals in vertebrates 13, 305-337.
United
States Environmental Protection Agency. (2018). Particulate matter (PM)
pollution. https://www.epa.gov/pm-pollution
World Health Organization. (2016). Ambient air pollution: A global assessment of exposure and burden of disease. https://www.who.int/publications/i/item/9789241511353
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