Ácido domóico

Ácido domóico
Alerta sobre risco à saúde
Nome IUPAC (2S,3S,4S)-4-[(2Z,4E,6R)-6-Carboxyhepta-2,4-dien-2-yl]-3-(carboxymethyl)pyrrolidine-2-carboxylic acid
Identificadores
Número CAS 14277-97-5
PubChem 5282253
InChI
1S/C15H21NO6/c1-8(4-3-5-9(2)14(19)20)11-7-16-13(15(21)22)10(11)6-12(17)18/h3-5,9-11,13,16H,6-7H2,1-2H3,(H,17,18)(H,19,20)(H,21,22)/b5-3+,8-4-/t9-,10+,11-,13+/m1/s1
Propriedades
Fórmula química C15H21NO6
Massa molar 311.3 g mol-1
Densidade 1,273 g/cm3
Pressão de vapor 2,62x10−16 mmHg
Riscos associados
Frases S R20/21/22, S28, S37
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades n, εr, etc.
Dados termodinâmicos Phase behaviour
Solid, liquid, gas
Dados espectrais UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão
Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

O ácido domóico (AD) é uma neurotoxina do tipo ácido caínico que causa o envenenamento amnésico por moluscos (Amnesic shellfish poisoning - ASP).[1] Ele é produzido por algas e se acumula em crustáceos, moluscos, sardinhas e anchovas. Quando leões-marinhos, lontras, cetáceos, humanos e outros predadores comem animais contaminados, pode ocorrer envenenamento. A exposição a esse composto afeta o cérebro, causando convulsões e, possivelmente, a morte.[2]

Histórico

O ácido domóico tem sido pouco utilizado ao longo da história, exceto no Japão, onde tem sido empregado como anti-helmíntico há séculos.[3] O ácido domóico foi isolado pela primeira vez em 1959 a partir de uma espécie de alga vermelha, a Chondria armata, no Japão, que é comumente chamada de dōmoi (ドウモイ) no dialeto de Tokunoshima ou hanayanagi. Os envenenamentos na história têm sido raros ou não documentados; no entanto, acredita-se que o aumento das atividades humanas esteja resultando em uma frequência cada vez maior de proliferação de algas nocivas ao longo dos litorais nos últimos anos. Em 2015, a costa norte-americana do Pacífico foi fortemente afetada por uma proliferação de algas, composta predominantemente pela diatomácea penada produtora de ácido domóico, a Pseudo-nitzschia. Consequentemente, níveis elevados de ácido domóico foram medidos em mamíferos marinhos encalhados, o que levou ao fechamento de praias e prejudicou a pesca de mariscos, caranguejos e caranguejos Dungeness.[4]

Em 1961, aves marinhas atacaram a área de Capitola, na Califórnia, e, embora isso nunca tenha sido confirmado, mais tarde foi levantada a hipótese de que elas estavam sob a influência do ácido domóico.[5]

Em 1987, na Ilha do Príncipe Eduardo, no Canadá, houve um envenenamento por mexilhões azuis (Mytilus edulis) contaminados com ácido domóico que resultou em três mortes.[6]

Foi sugerido que o ácido domóico esteve envolvido em um incidente ocorrido em 22 de junho de 2006, quando um pelicano pardo da Califórnia voou pelo para-brisa de um carro na Pacific Coast Highway.[7]

Em 14 de junho de 2019, em Pismo Beach, na costa central da Califórnia, um adolescente foi atacado e ferido por um leão-marinho que supostamente estava sob a influência de ácido domóico.[8]

Química

Geral

O ácido domóico é um análogo estrutural do ácido caínico, da prolina e do neurotransmissor excitatório endógeno glutamato.[9] Ohfune e Tomita, que queriam investigar sua estereoquímica absoluta, foram os primeiros e únicos a sintetizar o ácido domóico em 1982.[1]

Biossíntese

Em 1999, usando precursores marcados com 13C e 14C, foi examinada a biossíntese do ácido domóico no gênero de diatomáceas Pseudo-nitzschia. Após a adição de [1,2-13C2]-acetato, a espectroscopia NMR mostrou o enriquecimento de cada carbono no ácido domóico, indicando a incorporação dos isótopos de carbono. Esse enriquecimento foi consistente com duas vias biossintéticas. O padrão de rotulagem determinou que o ácido domóico pode ser biossintetizado por um intermediário isoprenóide em combinação com um intermediário do ciclo do ácido tricarboxílico.[10]

Em 2018, usando condições de crescimento controladas para induzir a produção de ácido domóico em Pseudo-nitzschia multiseries, o sequenciamento do transcriptoma identificou com sucesso genes candidatos à biossíntese de ácido domóico responsáveis pelo núcleo de pirrolidina.[11] Esses genes de biossíntese do ácido domóico, ou enzimas "Dab", foram expressos de forma heteróloga, caracterizados e anotados como dabA (terpeno ciclase), dabB (proteína hipotética), dabC (dioxigenase dependente de α-cetoglutarato) e dabD (CYP450).

Via biossintética simplificada do ácido domóico, com todas as estruturas, enzimas e cofatores pertinentes listados conforme descrito por Brunson et al. no artigo "Biosynthesis of the neurotoxin domoic acid in a bloom-forming diatom".[11]

A biossíntese do ácido domóico começa com a geranilação catalisada pela DabA do ácido L-glutâmico (L-Glu) com geranil pirofosfato (GPP) para formar o ácido N-geranil-L-glutâmico (L-NGG). Em seguida, a DabD realiza três reações de oxidação sucessivas no 7′-metil do L-NGG para produzir 7′-carboxi-L-NGG, que é então ciclizado pela DabC para gerar o ácido isodomóico A, que ocorre naturalmente. É necessária uma investigação mais aprofundada para resolver a reação de isomerização final para concluir o caminho para o ácido domóico.

Síntese

Síntese do ácido domóico conforme descrito por Jonathan Clayden, Benjamin Read e Katherine R. Hebditch, no artigo Chemistry of domoic acid, isodomoic acids, and their analogues.[1]

A síntese do ácido domóico foi descrita por Clayden et al. (2005) no artigo Chemistry of domoic acid, isodomoic acids, and their analogues (Química do ácido domóico, ácidos isodomóicos e seus análogos). Usando os intermediários 5 e 6, uma reação de Diels-Alder produziu um composto bicíclico (7). Em seguida, o 7 foi submetido à ozonólise para abrir o anel de seis membros, levando ao seleneto (8). O 8 foi então deselenado para formar o 9 (E-9 e Z-9), levando, por fim, à formação do (-) ácido domóico.[1]

Mecanismo de ação

Os efeitos do ácido domóico foram atribuídos a vários mecanismos, mas o mais preocupante é o que ocorre por meio dos receptores de glutamato. O ácido domóico é um análogo de aminoácido excitatório do glutamato, um neurotransmissor no cérebro que ativa os receptores de glutamato. O ácido domóico tem uma afinidade muito forte por esses receptores, o que resulta em excitotoxicidade iniciada por uma ação integrativa nos receptores ionotrópicosde glutamato em ambos os lados da sinapse, juntamente com o efeito de bloquear o canal de dessensibilização rápida. Além disso, há um efeito sinérgico com glutamato endógeno e agonistas do receptor de N-metil-D-aspartato que contribuem para a excitotoxicidade.

No cérebro, o ácido domóico danifica especialmente o hipocampo e o núcleo da amígdala cerebelosa. Ele danifica os neurônios ao ativar os receptores de alfa-amino-3-hidroxi-metil-5-4-isoxazolpropiónico (AMPA) e de cainato, causando um influxo de cálcio. Embora o fluxo de cálcio para as células seja normal, o aumento descontrolado do cálcio causa a degeneração das células. Como o hipocampo pode ser gravemente danificado, ocorre perda de memória de curto prazo. Ele também pode causar danos aos rins, mesmo em níveis considerados seguros para o consumo humano, conforme revelou um novo estudo em camundongos. O rim é afetado em uma concentração cem vezes menor do que a permitida pelos regulamentos da agência americana FDA.[12][13]

Toxicologia

Sintomas do ácido domóico
Humanos Animais
vômito torção de cabeça
nausea convulsões
diarreia e cólicas abdominais,

dentro de 24 horas após a ingestão

olhos esbugalhados
dor de cabeça muco saindo da boca
tontura desorientação e agressividade
confusão, desorientação morte
perda de memória de curto prazo
fraqueza motora
convulsões
secreções respiratórias abundantes
arritmias cardíacas
coma e possível morte
Referências para todos, salvo indicação em contrário[6]

A proliferação de algas produtoras de ácido domóico está associada ao fenômeno do envenenamento amnésico por moluscos (ASP). O ácido domóico pode ser bioacumulado em organismos marinhos, como crustáceos, moluscos, anchovas e sardinhas que se alimentam do fitoplâncton conhecido por produzir essa toxina. Ele pode se acumular em altas concentrações nos tecidos desses alimentadores de plâncton quando o fitoplâncton tóxico está em alta concentração nas águas. O ácido domóico é uma neurotoxina que inibe os processos neuroquímicos, causando perda de memória de curto prazo, danos cerebrais e, em casos graves, morte em humanos. Em mamíferos marinhos, o ácido domóico normalmente causa convulsões e tremores.

Estudos demonstraram que não há efeitos sintomáticos em humanos em níveis de 0,5 mg/kg de peso corporal. No envenenamento por ácido domóico em 1987 na Ilha do Príncipe Eduardo, foram observadas concentrações que variaram de 0,31 a 1,28 mg/kg de tecido muscular em pessoas que ficaram doentes (três delas morreram). Níveis perigosos de ácido domóico foram calculados com base em casos como o da Ilha do Príncipe Eduardo. O LD50 exato para humanos é desconhecido; para camundongos, o LD50 é de 3,6 mg/kg.[6]

Novas pesquisas descobriram que o ácido domóico é uma toxina resistente ao calor e muito estável, que pode danificar os rins em concentrações 100 vezes menores do que as que causam efeitos neurológicos.[13]

Diagnóstico e prevenção

Para ser diagnosticado e tratado em caso de envenenamento, o ácido domóico deve ser detectado primeiro. Métodos como ELISA ou desenvolvimento de sonda com reação em cadeia da polimerase (PCR) podem ser usados para detectar a toxina ou o organismo que produz essa toxina.[14]

Não há antídoto conhecido disponível para o ácido domóico. Portanto, se ocorrer envenenamento, é aconselhável ir rapidamente a um hospital. Cozinhar ou congelar peixes afetados ou tecidos de mariscos contaminados com ácido domóico não diminui a toxicidade.[15]

Como preocupação de saúde pública, a concentração de ácido domóico em mariscos ou partes de mariscos no ponto de venda não deve exceder o limite permissível de 20 mg/kg de tecido. Além disso, durante o processamento de mariscos, é importante prestar atenção aos fatores das condições ambientais.[16]

Na cultura popular

Em 18 de agosto de 1961, em Capitola e Santa Cruz, Califórnia, houve uma invasão do que as pessoas descreveram como aves marinhas caóticas. Acredita-se que essas aves estavam sob a influência de ácido domóico, o que inspirou uma cena no longa-metragem de Alfred Hitchcock, The Birds (Os Pássaros).[17]

Além disso, o ácido domóico foi usado para envenenar uma testemunha no episódio 13 da 1ª temporada da série Elementary: "The Red Team".[18]

Na série de TV O Nevoeiro (nome original Bunk'd), no episódio 10 da segunda temporada, a ácido domóico toma conta do Acampamento Kikiwaka, fazendo com que os campistas desenvolvam personalidades bizarramente alteradas.[19]

Veja também

Referências

  1. ↑ a b c d Clayden J, Read B, Hebditch KR (2005). «Chemistry of domoic acid, isodomoic acids, and their analogues.». Tetrahedron. 24 (61): 5713–24. doi:10.1016/j.tet.2005.04.003 
  2. ↑ «Domoic Acid Toxicity». The Marine Mammal Center. Consultado em 2 abril 2015 
  3. ↑ Beasley, Val Richard (2020). «Harmful Algal Blooms (Phycotoxins)». Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. [S.l.]: Elsevier. ISBN 9780124095489 
  4. ↑ McCabe RM, Hickey BM, Kudela RM, Lefebvre KA, Adams NG, Bill BD, Gulland FM, Thomson RE, Cochlan WP, Trainer VL (Outubro 2016). «An unprecedented coastwide toxic algal bloom linked to anomalous ocean conditions». Geophysical Research Letters. 43 (19): 10366–10376. Bibcode:2016GeoRL..4310366M. PMC 5129552Acessível livremente. PMID 27917011. doi:10.1002/2016GL070023 
  5. ↑ «DOMOIC ACID - A major concern to washington state's shellfish lovers». Washington Department of Fish and wildlife. Consultado em 12 abril 2015. Cópia arquivada em 3 dezembro 2013 
  6. ↑ a b c Gilbert S. «Domoic Acid». Toxipedia. Consultado em 15 abril 2015. Cópia arquivada em 5 Maio 2015 
  7. ↑ «Possibly drunk pelican hits windshield». NBC news. 24 de junho de 2006. Consultado em 12 abril 2015 
  8. ↑ «'It was just total fear': California teen describes being attacked by sea lion». ABC News. Consultado em 21 Junho 2019 
  9. ↑ Cendes F, Andermann F, Carpenter S, Zatorre RJ, Cashman NR (janeiro 1995). «Temporal lobe epilepsy caused by domoic acid intoxication: evidence for glutamate receptor-mediated excitotoxicity in humans». Annals of Neurology. 37 (1): 123–6. PMID 7818246. doi:10.1002/ana.410370125 
  10. ↑ Ramsey UP, Douglas DJ, Walter JA, Wright JL (1999). «Biosynthesis of domoic acid by the diatom Pseudo-nitzschia multiseries». Natural Toxins. 6 (3–4): 137–46. PMID 10223629. doi:10.1002/(sici)1522-7189(199805/08)6:3/4<137::aid-nt28>3.0.co;2-l 
  11. ↑ a b Brunson JK, McKinnie SM, Chekan JR, McCrow JP, Miles ZD, Bertrand EM, Bielinski VA, Luhavaya H, Oborník M, Smith GJ, Hutchins DA, Allen AE, Moore BS (setembro 2018). «Biosynthesis of the neurotoxin domoic acid in a bloom-forming diatom». Science. 361 (6409): 1356–1358. Bibcode:2018Sci...361.1356B. PMC 6276376Acessível livremente. PMID 30262498. doi:10.1126/science.aau0382 
  12. ↑ Pulido OM (Maio 2008). «Domoic acid toxicologic pathology: a review». Marine Drugs. 6 (2): 180–219. PMC 2525487Acessível livremente. PMID 18728725. doi:10.3390/md20080010Acessível livremente 
  13. ↑ a b Smith T. «Toxin in seafood causes kidney damage in mice at levels considered safe for consumption». avante medical center. Consultado em 30 de abril de 2015. Cópia arquivada em 14 de fevereiro de 2019 
  14. ↑ «Detection and Analysis of Marine Biotoxins». Northwest fisheries science center. Consultado em 30 de abril de 2015. Cópia arquivada em 4 de março de 2016 
  15. ↑ «Domoic Acid - A Major Concern to Washington State's Shellfish Lovers». washington department of fish and wildlife. Consultado em 8 de abril de 2012. Cópia arquivada em 3 de dezembro de 2013 
  16. ↑ Kumar KP, Kumar SP, Nair GA (Maio 2009). «Risk assessment of the amnesic shellfish poison, domoic acid, on animals and humans». Journal of Environmental Biology. 30 (3): 319–25. PMID 20120452 
  17. ↑ Bargu S, Silver MW, Ohman MD, Benitez-Nelson CR, Garrison DL (2011). «Mystery behind Hitchcock's birds». Nature Geoscience. 5 (1): 2–3. Bibcode:2012NatGe...5....2B. doi:10.1038/ngeo1360 
  18. ↑ «Elementary s01e13 Episode Script | SS». Springfield! Springfield! 
  19. ↑ «O Nevoeiro - Bunk'd (Temporada 2, Episódio 10) - Apple TV (BR)». Apple TV. 11 de novembro de 2016. Consultado em 27 de junho de 2024 

Links externos

  • «Domoic Acid and Pseudo-nitzschia References». Fisheries and Oceans Canada. Cópia arquivada em 4 de dezembro de 2013 
  • «Amnesic Shellfish Poisoning, Domoic Acid, and Pseudo-nitzschia». International Society for the Study of Harmful Algae ISSHA. Consultado em 7 de maio de 2010. Cópia arquivada em 3 de dezembro de 2013 
  • «Domoic acid». IPCS INCHEM 
  • «Domoic Acid - A Major Concern to Washington State's Shellfish Lovers». Washington Department of Fish and Wildlife. Consultado em 8 de abril de 2012. Cópia arquivada em 3 de dezembro de 2013 
  • «Domoic Acid Toxicity» 
  • Portal da química