Conidae

Le lumache a cono sono carnivore; sono divise in tre gruppi, in base alla loro preda: molluscivoro (caccia ad altri gasteropodi; 25% genere), vermivori (cacciatori di policheti e altri vermi) o piscivori (caccia ai pesci; 10% genere). Il più grande gruppo di coni sono i vermivori, che comprendono il 65% del genere. I loro habitat si estendono da aree poco profonde e intertidali a zone di acque profonde estreme. Questi organismi marini abitano principalmente ambienti marini tropicali nell’Oceano Atlantico occidentale, Indiano e Pacifico; tuttavia, alcune specie si trovano in ambienti più freschi. I gusci dei coni sono prevalentemente notturni, scavando nella sabbia e nel corallo durante il giorno.

Come tutti i gasteropodi, le lumache a cono si spingono lungo il fondo dell’oceano o le barriere coralline dal loro piede muscoloso. Il muscolo del piede, o columellare, si contrae anche per tirare il piede e chiudere l’apertura del guscio. Per catturare una preda molto più veloce in un ambiente marino altamente dinamico, questa lumaca relativamente lenta si è evoluta in uno dei predatori più veloci conosciuti nel regno animale, con l’attacco medio che dura solo millisecondi. In un attacco, i gusci del cono iniettano un cocktail di piccole tossine oligopeptide, ad azione rapida, disorientanti, paralitiche e letali, ciascuna lunga 15-30 residui, nella preda.

Quasi 70.000 diversi peptidi conotossina sono stati identificati fino ad oggi in diversi gruppi di coni. Questi peptidi potenti, che si piegano in piccole strutture altamente strutturate, mirano in gran parte ai canali ionici, ai recettori e ai trasportatori voltaggio o ligando in cellule eccitabili. Conantokin G, esclusivo dei coni piscivori, sottomette la preda antagonizzando il recettore NMDA, causando uno stato di insonnia. Nel clade Gastridium dei coni di caccia ai pesci, tra cui Conus geographus e Conus tulipa, i polipeptidi insulinlike sono altamente espressi nel segmento del dotto distale. Questi attivano i recettori dell’insulina in preda, imitando gli effetti dell’insulina e causando preda “shock insulinico” con disorientamento. Le miscele di veleno sono specifiche per ogni specie di guscio di cono, contenenti 30-200 peptidi di conotossina e materiali proteici, comprese proteasi e fosfolipidi. I coni sono in grado di distribuire diverse miscele di veleno per la cattura e la difesa delle prede.

Un gruppo di conopeptidi, descritto come cabala, agisce in modo coordinato per produrre uno specifico endpoint fisiologico. Una “cabala fulminea” innesca una “tempesta elettrica” depolarizzando i neuroni attorno al sito di iniezione impedendo la chiusura dei canali del sodio voltaggio-dipendenti e bloccando i canali di efflusso del potassio. Una “cabala motoria” causa la paralisi bloccando la trasmissione neuromuscolare attraverso l’inibizione dei canali del calcio voltaggio-dipendenti presinaptici, dei recettori nicotinici postsinaptici dell’acetilcolina, del rilascio di acetilcolina o dei canali del sodio voltaggio-dipendenti del muscolo scheletrico. Diverse cabali tossiche nello stesso veleno possono agire sulla stessa classe di bersaglio attraverso meccanismi diversi. Numerosi legami disolfuro determinano una specifica conformazione oligopeptide o polipeptide per ogni tossina per adattarsi meglio al bersaglio. Questi legami del disolfuro inoltre conferiscono la stabilità alle tossine, un risultato di cui è la loro incapacità di essere ripartita facilmente dal trattamento termico.

Il primo resoconto dell’invenomazione umana da parte di una lumaca a cono fu intorno al 1670. Sono stati documentati in tutto il mondo un totale di 139 casi ritenuti attendibili di avvelenamento da lumaca a cono. Le envenomazioni umane coinvolgono più comunemente specie piscivore, tra cui C geographus (responsabile di circa il 50% di tutte le envenomazioni umane e quasi tutti i casi letali riportati), Conus catus, Conus aulicus, Conus gloria-maris, Conus omaria, Conus magus, Conus striatus, C tulipa e Conus textile. È stato riportato che l’invenomazione da parte di specie molluscivore provoca sintomi gravi, mentre l’invenomazione da parte di specie vermivore è associata solo a sintomi lievi.

L’anatomia del guscio di lumaca può essere divisa in due parti principali: la spirale del corpo e la guglia. Il corpo whorl, la parte inferiore del guscio, contiene il morbido corpo di lumaca. La guglia, o la parte superiore appuntita del guscio, può essere di forme diverse. La spirale contiene le porzioni di lumaca essenziali per la cattura e il movimento delle prede. Il guscio del cono rileva la sua preda tramite il sifone, che è coperto da chemorecettori, sebbene possa essere coinvolta anche una limitata segnalazione visiva. La falsa bocca può essere estesa per inghiottire la sua preda, con un muscolo contratto per ritrarre la bocca nel guscio.

Il veleno, con diverse conotossine formate rapidamente in varie porzioni del dotto venom a causa di diversi profili di espressione genica della conotossina, viene immagazzinato come precursori meno tossici in una sospensione lattiginosa nel bulbo velenoso. Quando richiesto, il precursore subisce la scissione enzimatica del peptide del segnale ed il propeptide forma i collegamenti appropriati del disolfuro. La soluzione tossica matura viene quindi erogata tramite una radula rimovibile. La radula è un aculeo chitinoso, cavo, formato nella guaina radulare e consegnato, dopo aver ricevuto veleno nella cavità buccale, da una lunga proboscide estensibile. La sacca velenifera contiene circa 20 radule. La proboscide muscolare, che può estendersi più di tutta la lunghezza fino alla guglia del guscio in alcune specie, tocca un oggetto preda e poi spinge una radula (o più, in alcuni coni piscivori) nella preda tramite muscoli circolari alla sua punta anteriore. Circa 1 a 50 microlitri di veleno sono consegnati da una radula. Il veleno si diffonde rapidamente attraverso la preda avvelenata. La radula rimane attaccata al cono da una corda.

Una volta che la preda è paralizzata, il gasteropode ritrae il cavo e inghiotte la preda attraverso l’apertura radulare nel suo stomaco distensibile. Alcune specie di cono, come C geographus, possono distendere e” rete “preda con le loro” false bocche ” prima di iniettare veleno. La digestione si verifica nelle successive diverse ore.

Le tossine del guscio del cono inibiscono in modo efficiente e altamente selettivo una vasta gamma di canali ionici, recettori e trasportatori coinvolti nella trasmissione di segnali neuromuscolari negli animali. L’elevata specificità target di alcune conotossine verso i canali dei mammiferi è dovuta al fatto che le isoforme dei recettori dei mammiferi del bersaglio specifico (ad esempio, il recettore della nicotina) sono abbastanza simili in sequenza al loro omologo fisiologico nei pesci.

Negli ultimi decenni, queste tossine sono diventate al centro di alcune interessanti ricerche molecolari biologiche e farmacologiche. I veleni Conus sono notevolmente diversi tra le specie e le grandi famiglie geniche che codificano le conotossine mostrano alti tassi evolutivi. Uno studio del 2008 suggerisce che ciò potrebbe derivare da modifiche dietetiche specifiche del lignaggio o differenze nell’impatto positivo della selezione interazionale predatore-preda. Ad oggi, le conotossine sono state divise in sette superfamiglie, in base alle loro strutture di legame disolfuro, e sono state ulteriormente suddivise in famiglie in base ai loro meccanismi d’azione. Diverse conotossine e loro derivati sintetici, a causa della loro elevata selettività e affinità per diversi canali ionici, sono i soggetti degli attuali studi clinici sul controllo del dolore cronico, sulla neuroprotezione post-traumatica, sulla cardioprotezione e sul trattamento del morbo di Parkinson e di altri disturbi neuromuscolari.

Mentre un’ampia discussione su tutti i tipi scoperti di conotossine e le loro attività specifiche è al di là dello scopo di questo articolo e ha servito come base di diverse revisioni approfondite( vedi Riferimenti), un campione di diversi tipi distinti di conotossine e i loro effetti sono i seguenti:

• ω-conotossina – Ostacola la dipendente dalla tensione di ingresso di calcio nella nervo terminale e inibisce il rilascio di acetilcolina
• µ-conotossina – Modifica canali del sodio del muscolo da occlusione e, di conseguenza, il blocco di conduzione ionica attraverso il poro del sodio voltaggio-dipendenti canali (VGSC), nello stesso sito come saxitoxin e tetrodotossina
• κ-conotossina – canale del Potassio (VGPC)-targeting peptidi
• α-conotossina – Blocca il recettore nicotinico dell’acetilcolina, allo stesso modo di serpente alfa-neurotossine
• δ-conotossina-ritarda o inibisce l’inattivazione VGSC, con conseguente prolungamento del potenziale d’azione; questo produce un “hyperexcited stato” coinvolto neuroni e può portare a elettrica hyperexcitation dell’intero organismo (ad esempio, sequestri di lumache marine)
• S-conotoxins – Inibire la 5-HT3 canali Y-conotoxins Competitivi blocco muscolare recettori dell’acetilcolina
• Conantokins – Target NMDA ( N -metil-D-aspartato) sottotipo di recettori del glutammato
• Conopressin – agonista Vasopressina
• Sleeper un peptide che si Trova principalmente in C geographus, induce un profondo stato di sospensione nel test di animali

Lo ziconotide è una forma sintetica di ω-conotossina che è stata approvata dalla Food and Drug Administration statunitense per la somministrazione intratecale per pazienti con dolore cronico grave intolleranti o refrattari ad altri trattamenti.

Le conchiglie a cono sono apprezzate dai collezionisti di conchiglie per la loro forma piacevole e le bellissime conchiglie, che presentano motivi geometrici diversi, intricati e più scuri su una base più chiara. Una puntura si verifica più comunemente sulla mano e / o le dita di un gestore ignaro così come sui piedi dei nuotatori in acque poco profonde, tropicali. Le venomazioni possono verificarsi anche nei punti di contatto dei sacchetti di raccolta. Anche quando viene raccolto dalla guglia, la proboscide del cono può estendersi rapidamente più di una lunghezza di shell per incantare l’ignaro gestore di shell. Cono radulae può penetrare una muta in neoprene da 5 mm.

Nel sito di envenomation, la puntura locale è seguita in pochi minuti da intorpidimento, parestesie e ischemia. La vera ferita da puntura potrebbe non essere evidente. Envenomations gravi possono provocare nausea, cefalea, difficoltà di parola, sbavando, ptosi, diplopia e visione offuscata, paralisi generalizzata, coma, e insufficienza respiratoria in poche ore. La morte è tipicamente secondaria alla paralisi diaframmatica o all’insufficienza cardiaca. C geographus, che produce le conotossine più potenti trovate fino ad oggi, può produrre edema cerebrale rapido, coma, arresto respiratorio e insufficienza cardiaca. C geographus è stato dato il soprannome di “lumaca sigaretta” per l ” affermazione che un essere umano envenomated ha il tempo di fumare una sola sigaretta prima di soccombere alla envenomation. Nelle manifestazioni non fatali, i sintomi possono richiedere diverse settimane per risolversi. La coagulazione intravascolare disseminata (DIC) può anche essere evidente. La ferita può essere contaminata da organismi marini e può ulcerare e ascesso.