Tossina

Definizione di tossina

Una tossina è una sostanza chimica che danneggia un organismo. Una tossina può essere semplice come uno ione o un atomo che interferisce negativamente con una cellula. Una tossina può anche essere sotto forma di molecole complesse come le proteine che si trovano nel veleno dei serpenti. Altri atomi e sostanze chimiche emettono radiazioni che hanno effetti tossici su un organismo. Gli effetti delle tossine variano molto in diversi organismi e con diverse tossine. Il risultato finale delle tossine più forti è la morte, a causa dei danni che causano nelle diverse cellule di un organismo. Tossine diverse agiscono in modi diversi per colpire le cellule che danneggiano.

Nello studio della tossicologia, il motto centrale è che “tutte le sostanze sono tossiche, è solo la dose che conta”. Questo fatto può essere dimostrato con l’acqua e l’ossigeno. Entrambe le sostanze sono normalmente buone e le consideriamo benefiche per tutte le forme di vita. Se il tuo corpo contiene troppa acqua, le tue singole cellule non saranno in grado di operare in modo efficiente e il tuo corpo lentamente “affogherà”, anche se non sei immerso nell’acqua. E l’ossigeno, il gas che dà la vita, può essere fatale a certe pressioni.

Effetti di una tossina

Gli effetti di una tossina sono interamente determinati dalle reazioni biochimiche che avvengono quando una potenziale tossina viene introdotta in un organismo. I tossicologi devono anche prendere in considerazione l’ambiente in cui gli organismi vivono. Come detto prima, cose come la pressione, il calore e il tasso metabolico possono cambiare drasticamente gli effetti di una tossina. Inoltre, non tutti gli organismi reagiscono alle tossine allo stesso modo. Ogni organismo, anche all’interno di una specie, è essenzialmente una fabbrica biochimica unica. Alcuni organismi sono meglio equipaggiati per gestire certe tossine rispetto ad altri.

Gli effetti specifici di una tossina sono determinati da come interagisce con le cellule degli organismi. Alcune tossine lavorano interrompendo i canali ionici all’interno delle cellule, mentre altre possono distruggere la membrana cellulare o mutare il DNA. Tutte queste condizioni alla fine porteranno l’organismo a morire se la tossina non viene rimossa. Gli organismi usano il loro sistema immunitario per colpire e rimuovere le tossine a base di proteine, mentre si affidano alla filtrazione del loro sangue per rimuovere ioni e altri radicali liberi. Il danno fatto da una tossina è determinato dalla sua struttura, atomicamente.

Tipi di tossine

Una tossina può avere molte forme e dimensioni diverse. Può essere semplice come una particella carica, che si scatena nel sistema influenzando altre reazioni, fino a proteine specifiche che prendono di mira il sistema nervoso di un animale preda. Poiché “tossina” è una categoria così ampia, è impossibile definire la loro dimensione e forma. Le tossine prodotte dagli animali sono tipicamente usate per sottomettere una preda o difendersi da un attacco. Come tali, si sono evolute per avere effetti specifici su certi animali.

Il veleno di serpente, per esempio, è una forma di tossina biologica che è creata da una miscela di proteine diverse. Queste proteine attaccano le cellule degli organismi in modi diversi. Alcuni veleni di serpente si sono evoluti per distruggere i tessuti, e causano massicce emorragie interne. Il veleno di una specie diversa di serpente può colpire i canali ionici delle cellule nervose, facendoli rimanere aperti. Questo essenzialmente paralizza la preda, che non può usare i suoi muscoli. Altri veleni ancora attaccano direttamente le cellule muscolari, causando loro convulsioni continue. Tutte queste tossine colpiscono la preda in modi diversi, e non tutte sono mortali per tutti gli animali.

Per esempio, molti pesticidi sono progettati per uccidere gli insetti, ma non per danneggiare altri organismi. Questi funzionano tipicamente prendendo di mira una parte dell’anatomia dell’insetto che gli altri organismi non hanno. Molti pesticidi sono generalmente sicuri da usare, e ci sono anche alcuni pesticidi molto naturali che sono tossici per gli insetti ma non per gli altri organismi. Tuttavia, alcune di queste tossine hanno effetti sconosciuti su altri organismi che possono essere molto dannosi. Per esempio, il pesticida DDT è stato inventato per essere usato contro gli insetti nelle coltivazioni. La molecola fu trovata sicura per altri organismi e fu messa in uso su larga scala. Solo decenni dopo gli scienziati ambientali scoprirono che la tossina stava lentamente indebolendo il guscio degli uccelli in cima alla catena alimentare. Il DDT fu responsabile di una massiccia perdita di rapaci in tutta la nazione, compresa l’aquila calva.

In generale, ci sono 3 tipi principali di tossine. Una tossina può essere prodotta da un organismo, rendendola una tossina biologica. Può essere un singolo atomo o una molecola complessa prodotta in natura o in laboratorio, il che la rende una tossina chimica. Infine, la radiazione è una forma speciale di tossina che viene emessa da molecole radioattive nell’ambiente. Come le altre tossine, la radioattività interrompe i processi delle cellule e può portare alla morte. I molti milioni di tossine diverse sono classificate e categorizzate in modo diverso dalle diverse branche della scienza, ma in generale sono classificate in base alla loro tossicità per gli esseri umani.

Tossina vs Tossico

Alcune aree della scienza preferiscono definire tossina qualsiasi sostanza dannosa di origine puramente biologica. Tutto ciò che viene prodotto artificialmente viene definito tossico. Tuttavia, altri campi della scienza si riferiscono a pesticidi come il DDT come tossine ambientali, e non usano il termine “tossico” per definire le tossine artificiali. A causa della natura del campo della Tossicologia, e di come vede ogni sostanza come una tossina una volta che diventa dannosa, questo articolo si riferisce a sostanze sia naturali che artificiali come “tossine”.

Quiz

1. Quale delle seguenti è una tossina?
A. Acqua
B. Veleno di un bruco
C. Azoto
D. Tutto quanto sopra

Risposta alla domanda #1

D è corretta. Tutto quanto sopra può essere considerato una tossina. Il veleno è una tossina evidente, perché nella maggior parte degli organismi crea danni a bassi livelli. Anche le altre due sostanze possono essere tossiche, ad alte concentrazioni. I subacquei sperimentano la tossicità dell’azoto quando si immergono troppo in profondità. Il gas interferisce con i neuroni a pressione, facendo entrare il cervello in uno stato di euforia e alla fine perdere conoscenza.

2. Quale dei seguenti è il più tossico, per un umano? Acqua
B. Veleno di un bruco
C. Azoto

Risposta alla domanda #2

B è corretta. In quantità normali, l’azoto e l’acqua non danneggiano l’uomo. Semplicemente respiriamo l’azoto, beviamo l’acqua, ed entrambi vengono espulsi e regolati all’interno del nostro corpo. Il veleno del bruco, d’altra parte, si è evoluto per difendere il bruco da minacce come noi, e probabilmente irriterà o danneggerà i nostri corpi, rendendolo più tossico per gli esseri umani.

3. Lo studio delle tossine trovate nei funghi è chiamato Micotossicologia. I funghi producono molte sostanze chimiche, alcune delle quali sono tossiche per l’uomo e altre no. Qual è lo scopo di queste tossine, nei funghi?
A. Difesa contro di noi
B. Fa parte della biochimica
C. Nessuno lo sa

Risposta alla domanda #3

C è corretta. Mentre le sostanze sono leggermente tossiche per l’uomo, molte di esse hanno dimostrato di avere effetti benefici sulla salute. Alcuni funghi sono anche coltivati per il cibo, e contengono poche o nessuna tossina. Mentre è probabile che siano semplicemente una parte della chimica del fungo, le comunità li hanno usati per migliaia di anni come cibo, medicina e persino come veleno. Il micotossicologo cerca di rispondere a questa domanda in modo più approfondito.

American Chemical Society. (2018, 5 febbraio). Tossicologia. Recuperato da ACS.org: https://www.acs.org/content/acs/en/careers/college-to-career/chemistry-careers/toxicology.html

Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2008). Principi di biochimica. New York: W.H. Freeman and Company.

Rothman, K. J., Greenland, S., & Lash, L. T. (2008). Epidemiologia moderna. Filadelfia: Lippincott Williams & Wilkins.

Arquidia Mantina