Vongole, cozze e avvelenamento amnesico da molluschi

Condividi l'articolo di Microbiologia Italia:

Canada, 1987. Una misteriosa malattia colpisce più di 143 persone, 4 delle quali muoiono. Ma da cosa sono accomunate tutte queste persone? Vi anticipo subito che la risposta è dal consumo di molluschi contaminati con acido domoico, i quali provenivano da un allevamento situato sulla costa della Prince Edward Island.

Più tardi, gli scienziati hanno affibbiato a questa malattia il nome di avvelenamento amnesico da molluschi (ASP – Amnesic shellfish poisoning), per via della condizione di amnesia e perdita della memoria a breve termine che questa sostanza è in grado di causare.

L’acido domoico, il principale indiziato

L’acido domoico (abbreviato in DOM) è un amminoacido appartenente alla classe kainoidi, un gruppo di amminoacidi neurologicamente attivi. Il DOM è un amminoacido eccitatorio, analogo del glutammato, che agisce quindi come antagonista dei recettori del glutammato nel sistema nervoso centrale.

Acido domoico - Wikipedia
Figura 1 – Struttura dell’acido domoico. [Fonte: Domoinic Acid Structural Formulae – Acido domoico – Wikipedia]

Questo amminoacido è prodotto da alcune diatomee e alghe rosse. Il DOM è stato identificato per la prima volta all’interno di un’alga rossa, Chondria armata. Tra i maggiori produttori troviamo invece le diatomee del genere Pseudo-nitzschia, e in particolare P. multiseries, P. pseudodelicatissima e P. australis.

Pseudo-nitzschia - Wikipedia
Figura 2 – Pseudo-nitzschia. [Fonte: Pseudonitzschia2 – Pseudo-nitzschia – Wikipedia]

Le diatomee appartenenti al genere Pseudo-nitzschia sono ampiamente distribuite in tutti gli ambienti marini, da quelli più caldi a quelli più freddi.

E’ importante però considerare che l’acido domoico non viene sempre prodotto nelle stesse quantità. La sua produzione tende ad aumentare in risposta ad uno stimolo stressorio, come il cambio di temperatura. Un clima caldo e temperato è infatti associato ad una maggiore produzione di acido domoico. Questo non vale però per tutte le specie; alcune specie di diatomee (come P.seriata) si sono adattate a produrre maggiori quantità di acido domoico anche in ambienti più freddi.

Diatomee, pesci e uomo

Una volta identificati i produttori di acido domoico, dobbiamo fare un passo avanti. L’acido domoico è infatti in grado di accumularsi in un’ampia varietà di pesci e molluschi. Le alghe produttrici di DOM possono entrare all’interno della catena alimentare e contaminare crostacei, molluschi e alcune tipologie di pesci. In particolare, gli organismi maggiormente implicati sono cozze (Mytilus edulis), vongole (Cerastoderma edule), granchi (Cancer magister), cannolicchi (Siliqua patula) e capesante (Pecten max imus). L’accumulo di acido domoico è dovuto principalmente o alla filtrazione di fitoplancton oppure all’ingestione degli organismi precedentemente contaminati.

Come agisce?

L’acido domoico è strutturalmente simile al glutammato, uno dei principali neurotrasmettitori eccitatori presenti a livello del sistema nervoso centrale. Per via di questa somiglianza, il DOM è in grado di interagire con i recettori ionotropici del glutammato (GluR) presenti sui terminali delle cellule nervose.

Meccanismo d'azione del glutammato
Figura 3 – Meccanismo d’azione del glutammato (GLU) e acido domoico (DA). [Fonte: Domoic acid and human exposure risks: a review – PubMed (nih.gov)]

Tali recettori sono fondamentali, in quanto mediano la trasmissione dello stimolo eccitatorio e sono coinvolti nella plasticità sinaptica fondamentale per la memoria e i processi di apprendimento. Neurodegenerazione, neurotossicità, convulsioni e apoptosi sono condizioni che si manifestano in seguito ad una stimolazione eccessiva di questi recettori.

I recettori ionotropici del glutammato si dividono in 3 sottotipi: 

  • AMPA
  • Kainato
  • NMDA

Il legame dell’acido domoico a questi recettori determina l’entrata di Calcio e Sodio (principalmente nel caso dell’NMDA) e Potassio (AMPA e Kainato) all’interno della cellula nervosa. Tutto questo favorisce inoltre il rilascio di glutammato a livello delle sinapsi. I ricercatori hanno osservato che l’elevata quantità di Calcio è in grado di provocare l’interruzione delle cascate calcio dipendenti e di determinare un disequilibrio dell’omeostasi ionica cellulare, con conseguente morte neuronale e neurotossicità. Questo è particolarmente evidente in alcune regioni dell’ippocampo, quell’area del cervello associata alla memoria funzionale e nella quale i recettori del Kainato sono particolarmente abbondanti.

Segni, sintomi e sperimentazioni

Nonostante la tossicologia non sia del tutto nota, si sa che la sua tossicità viene mitigata dalla tossicocinetica. L’acido domoico viene infatti scarsamente assorbito a livello intestinale, penetra difficilmente nella barriera ematoencefalica e, oltretutto, ha un’emivita molto breve. Tuttavia, alcune condizioni quali l’età (soprattutto durante lo sviluppo) e la presenza di patologie (renali, epatiche) sono dei possibili fattori di rischio che potrebbero quindi predisporre l’individuo ad un eventuale intossicazione.

Molti degli studi riguardanti gli effetti dell’acido domoico sono stati effettuati su topi. La somministrazione di DOM infatti, ha determinato ipoattività, sedazione, rigidità, perdita del controllo della postura, tremori, convulsioni, problemi respiratori e, a dosi più elevate, morte. Il collegamento con l’ippocampo è stato invece evidenziato dall’incapacità dei topi, in seguito a somministrazione di DOM, di percorrere dei labirinti e di ricordare come navigare in questi ultimi.

Gli studi sui primati non umani hanno poi fornito ulteriori dettagli riguardo segni e sintomi associati al DOM. La somministrazione di acido domoico ha infatti determinato ipotermia, edema polmonare acuto, vomito e morte. L’acido domoico è stato inoltre in grado di causare degenerazione neuronale e necrosi in alcune aree del cervello, in particolare in regioni quali l’ippocampo, l’ipotalamo e l’area postrema (coinvolta nella regolazione e nel controllo del vomito).

Qualche curiosità

Sebbene l’acido domoico sia particolamente pericoloso per l’uomo, gli eventi associati al suo consumo sono decisamente sporadici. Tra gli animali, invece, coloro che soffrono maggiormente a causa dell’avvelenamento da acido domoico sono i leoni marini, oltre ai capodogli e ai delfini.

Anche gli uccelli non ne sono del tutto esenti: il famoso regista Alfred Hitchcock, in seguito ad un particolare evento accaduto nel 1961, decise di dirigere il film “Gli Uccelli”, tratto da un racconto della scrittrice Daphne du Maurier. Protagonisti del film sono proprio gli uccelli, i quali si comportano in modo anomalo seminando terrore tra le persone…probabilmente per via dell’avvelenamento da acido domoico!

The Birds original poster
Figura 4 – La locandina del film Gli Uccelli. [Fonte: The Birds original poster – Gli uccelli – Wikipedia]

Fonti

Fonti immagini

Condividi l'articolo di Microbiologia Italia:

Lascia un commento