Comprendiendo los venenos de serpientes: 
50 años de investigaciones en América Latina
José María Gutiérrez
Instituto Clodomiro Picado, Facultad de Microbiología, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica. Fax 506-2920485;
jgutierr@icp.ucr.ac.cr
Abstract: As a tribute to Revista de Biología Tropical in its 50th anniversary, this review describes some of the
main research efforts carried out in the study of the chemical composition and the mechanism of action of tox-
ins present in the venoms of snakes distributed in Latin America. Venom proteins involved in neurotoxicity,
coagulopathies, hemorrhage and muscle necrosis are discussed, together with a description of the inflammatory
reactions elicited by these venoms and toxins. In addition, the search for inhibitory substances present in plants
and animals that may be utilized in the neutralization of venoms is analyzed. Some of the clinical studies per-
formed on snakebite envenomations in Latin America are also reviewed, together with the development of tech-
nologies aimed at improving the quality of antivenoms produced in the region. Toxinology has become a fruit-
ful and stimulating research field in Latin America which has contibuted to a better understanding of snake ven-
oms as well as to an improved management of snakebitten patients.
Key words: Snake venoms, toxins, antivenoms, neurotoxicity, coagulopathies, necrosis.
Rev. Biol. Trop. 50(2): 377-394, 2002
www.ucr.ac.cr    www.ots.ac.cr    www.ots.duke.edu
América Latina posee una fauna de ser-
pientes rica y variada. Algunas especies clasi-
ficadas en la familia Colubridae y todas las es-
pecies de las familias Hydrophiidae, Elapidae
y Viperidae producen venenos y son capaces
de inyectar estas secreciones en humanos, ge-
nerando cuadros clínicos de envenenamiento
(Campbell y Lamar 1989). Los envenenamien-
tos por mordeduras de serpiente constituyen un
problema de salud pública relevante en la re-
gión latinoamericana (Fan y Cardoso 1995,
Gutiérrez 1995, Chippaux 1998). Estos acci-
dentes afectan fundamentalmente a la pobla-
ción rural involucrada en faenas agrícolas y se
caracterizan por una fisiopatología compleja.
La enorme mayoría de los envenenamientos
ofídicos en América Latina son causados por
especies de la familia Viperidae. El cuadro clí-
nico que se desarrolla en estos casos se asocia
con daños locales rápidos y prominentes (ede-
ma, dolor, sangrado, necrosis), seguidos de al-
teraciones sistémicas (sangrado, coagulopa-
tías, choque cardiovascular, insuficiencia renal
aguda) (Otero 1992, Fan y Cardoso 1995, Gu-
tiérrez 1995). La incidencia de mordeduras por
serpientes coral (familia Elapidae) es baja y es-
tos casos se asocian con neurotoxicidad debida
a la acción de toxinas que actúan en la unión
neuro-muscular (Vital Brazil 1987a). Por otra
parte, se han descrito muy pocos casos de mor-
deduras por la serpiente marina Pelamis platu-
rus, la única especie de la familia Hydrophii-
dae en América, y las mordeduras por especies
de la familia Colubridae, aunque ocurren, casi
nunca se asocian con alteraciones fisiopatoló-
gicas relevantes (Gutiérrez y Sasa 2001).
La relevancia de los envenenamientos ofí-
dicos en el ámbito de la salud pública latinoa-
mericana, aunada a la fascinación que provoca
la complejidad bioquímica y farmacológica de
los venenos de serpientes, ha motivado un gran
interés científico en América Latina alrededor
Recibido 02-XI-2001.       Corregido 18-I-2002.       Aceptado 24-I-2002.
ARTÍCULO INVITADO
REVISIÓN
REVISTA DE BIOLOGÍA TROPICAL378
de este tema. Como homenaje a la Revista de
Biología Tropical en su 50 aniversario, este
trabajo presenta una visión retrospectiva de al-
gunos de los logros efectuados en la compren-
sión de la naturaleza química y del mecanismo
de acción de los venenos de serpientes de
América Latina, así como en el desarrollo de
tecnologías para producción de antivenenos.
La revisión no pretende ser exhaustiva, sino
que se concentra en algunos de los principales
desarrollos en los que han participado investi-
gadores de la región latinoamericana durante
los últimos 50 años.
LOS CIMIENTOS DE LA
TOXINOLOGÍA LATINOAMERICANA
Los primeros esfuerzos científicos en el
tema de los venenos de serpientes en América
Latina se desarrollaron en Brasil, gracias al tra-
bajo de J.B. de Lacerda y Vital Brazil, hacia fi-
nes del siglo XIX y principios del XX (Lacer-
da 1884, Brazil 1911). Vital Brazil fue un au-
téntico pionero, ya que a su interés científico
por este tema se unió una enorme capacidad de
gestión tecnológica que lo llevó a producir los
primeros antivenenos (o sueros antiofídicos) en
América, pocos años después de la invención de
la seroterapia antiofídica en Francia (Vital Bra-
zil 1987b, Bon 1996). Vital Brazil describió las
actividades fisiopatológicas de los venenos de
las principales serpientes brasileñas y demostró
claramente la necesidad de producir antivene-
nos específicos para Sudamérica. Más aún, este
destacado científico sentó las bases de la pro-
ducción en gran escala de este inmunoterápico
en el prestigioso Instituto Butantan, institución
de la que fue su primer Director.
Varios científicos latinoamericanos dedi-
caron atención al estudio de los venenos du-
rante la primera mitad del siglo XX, incluyén-
dose en este grupo al investigador argentino
Bernardo Houssay, eminente endocrinólogo y
Premio Nóbel de Fisiología y Medicina. En
América Central, la labor de Clodomiro Pica-
do sobresale por su relevancia y calidad. Pica-
do contribuyó al estudio de la biología de las
serpientes venenosas de Costa Rica y a la ca-
racterización de las actividades tóxicas de sus
venenos. Además, fue el responsable de la in-
troducción y uso de los antivenenos brasileños
en Costa Rica (Picado 1931), sentando las ba-
ses para futuros desarrollos en este país, los
cuales estuvieron liderados por Róger Bola-
ños, fundador del Instituto Clodomiro Picado
(Bolaños 1984). La investigación sobre vene-
nos en América Latina durante la primera mi-
tad del siglo XX forma parte de una rica tradi-
ción de investigación en Medicina Tropical en
nuestra región, tradición que ha dado aportes
de impacto mundial al conocimiento de las pa-
tologías tropicales.
HACIA UNA MEJOR COMPRENSIÓN 
DE LA NATURALEZA QUÍMICA
Y LOS MECANISMOS DE ACCIÓN 
DE LOS VENENOS: ESTUDIOS EN 
BIOQUÍMICA, FARMACOLOGÍA
Y PATOLOGÍA EXPERIMENTAL
Las neurotoxinas
Contrario a la enorme mayoría de los ve-
nenos de serpientes de la familia Viperidae, los
cuales carecen de neurotoxicidad y basan su
acción en la destrucción tisular y las alteracio-
nes cardiovasculares y de coagulación, el ve-
neno de la cascabel sudamericana Crotalus du-
rissus terrificus posee una acción fundamen-
talmente neurotóxica y miotóxica, originando
cuadros clínicos frecuentemente severos. Uno
de los principales hitos en la Toxinología lo
constituyó la purificación y cristalización de la
‘crotoxina’, que es el principal componente tó-
xico de dicho veneno. Este logro, efectuado en
el Instituto Butantan por Slotta y Fraenkel-
Conrat (1938-1939), representa el inicio del
estudio de la bioquímica de proteínas tóxicas
de los venenos. Estudios posteriores han per-
mitido conocer que esta toxina es en realidad
un complejo bimolecular formado por una fos-
folipasa A2 y por una proteína no tóxica deno-
minada ‘crotapotina’ o ‘subunidad A’. Esta su-
bunidad actúa como una molécula ‘chaperona’,
INTERNATIONAL JOURNAL OF TROPICAL BIOLOGY AND CONSERVATION 379
impidiendo que la subunidad fosfolipasa se una
a sitios inespecíficos y dirigiéndola a su verdade-
ro blanco: la membrana plasmática de la termi-
nal axonal presináptica y la membrana de las cé-
lulas musculares, ya que la crotoxina posee ac-
ciones neurotóxica y miotóxica.
Además del veneno de esta cascabel, los
de las serpientes coral (género Micrurus) indu-
cen también cuadros fisiopatológicos caracte-
rizados por el bloqueo de la unión neuromus-
cular, con los consecuentes problemas de pará-
lisis flácida típicos de estos envenenamientos
(Bolaños 1984, Fan y Cardoso 1995, Gutiérrez
1995). Los estudios efectuados por el grupo de
Oswaldo Vital Brazil, hijo del fundador del
Instituto Butantan, demostraron las bases far-
macológicas de las acciones de estos venenos,
utilizando preparaciones neuro-musculares in
vitro (Vital Brazil 1987a). El veneno de C. d.
terrificus actúa a nivel presináptico, afectando
la liberación del neurotransmisor en las termi-
nales nerviosas (Vital Brazil 1966), en tanto
los venenos de Micrurus tienen una acción
principalmente postsináptica, debida a la unión
de polipéptidos neurotóxicos, denominados
‘α-neurotoxinas’, al receptor de acetilcolina de
la placa motora de la fibra muscular (Vital Bra-
zil 1987a). No obstante, varios investigadores
han mostrado evidencias de la presencia de
neurotoxinas de acción presináptica en algunos
venenos de Micrurus (Vital Brazil 1987a, Gou-
larte et al. 1995). Se ha determinado la secuen-
cia completa de aminoácidos de una α-neuro-
toxina de acción postsináptica del veneno de la
coral Micrurus nigrocinctus (Rosso et al.
1996) y las secuencias parciales de otras neuro-
toxinas del mismo veneno (Alape-Girón et al.
1996). Asimismo, se ha clonado el ADNc de
una neurotoxina del veneno de M. corallinus
(de Oliveira et al. 2000).
Además del cuadro de parálisis flácida no
despolarizante inducido por la crotoxina, los
venenos de algunas poblaciones de la cascabel
sudamericana presentan un componente que
induce un cuadro de parálisis espástica en ani-
males de laboratorio. Este efecto, descrito y ca-
racterizado por farmacólogos brasileños, se de-
be a la ‘crotamina’, un péptido muy básico de
4.2 kDa que activa los canales de sodio depen-
dientes de voltaje de las fibras musculares, in-
duciendo una despolarización que culmina con
contractura muscular (Laure 1975, Chang y
Tseng 1978, Vital Brazil et al. 1979). Como
consecuencia de esta acción farmacológica, se
produce un influjo de sodio y de agua al cito-
sol, con la consecuente dilatación del retículo
sarcoplásmico, lo que ha motivado que esta to-
xina sea considerada por algunos como una
‘miotoxina’ (Cameron y Tu 1978).
Proteínas que afectan 
la coagulación sanguínea
Las alteraciones en la coagulación sanguí-
nea constituyen una de las principales caracte-
rísticas de los envenenamientos por serpientes
de la familia Viperidae (Markland 1998). Di-
chas alteraciones, asociadas con cuadros de
desfibrinación, coagulación intravascular dise-
minada y trombocitopenia (Rosenfeld 1971,
Fan y Cardoso 1995, Gutiérrez 1995) resultan
de la acción de proteínas que afectan diversos
componentes del sistema hemostático. Varios
grupos de investigación han contribuido a es-
clarecer los mecanismos responsables de estas
alteraciones. Por un lado, estos venenos pre-
sentan enzimas coagulantes y procoagulantes,
tales como serina proteinasas ‘tipo trombina’
(Stocker y Barlow 1976, Aragón y Gubensek
1978, Raw et al. 1986, Selistre y Giglio 1987,
Yarlequé et al. 1989) y metaloproteinasas que
activan los factores X y II de la cascada de coa-
gulación (Hofmann et al. 1983). Estos compo-
nentes, de fuerte acción coagulante in vitro,
consumen el fibrinógeno in vivo, induciendo
desfibrinación y alteraciones en las pruebas de
coagulación (Peña-Chavarría et al. 1970, Car-
doso et al. 1993). Se han purificado también
componentes inhibidores de trombina, tales
como la ‘bothrojaracina’, del veneno de B.  ja-
raraca (Zingali et al. 1993), el cual forma un
complejo equimolar no covalente con la a-
trombina y la ‘bothroalternina’, del veneno de
B. alternatus (Castro et al. 1998).
Los venenos de serpientes vipéridas lati-
noamericanas afectan las plaquetas de maneras
REVISTA DE BIOLOGÍA TROPICAL380
diversas. Se han descrito componentes como la
‘botrocetina’ y la ‘aspercetina’ que se unen al
factor de von Willebrand e inducen agrega-
ción plaquetaria, produciendo in vivo un cua-
dro de trombocitopenia trombótica (Andrews
et al. 1989, Rucavado et al. 2001). Por otra
parte, la ‘convulxina’, purificada del veneno
de la cascabel Crotalus durissus terrificus, se
describió inicialmente con base en su acción
convulsivante (Prado-Franceschi y Vital Bra-
zil 1981), pero luego se caracterizó como un
potente agente agregante de plaquetas (Var-
gaftig et al. 1980, Francischetti et al. 1998).
Los venenos de vipéridos presentan también
un grupo de moléculas denominadas ‘disinte-
grinas’, las cuales tienen una región con la se-
cuencia Arg-Gli-Asp (RGD) que se une a la
integrina αIIbβ3 de las plaquetas, causando in-
hibición de la agregación plaquetaria y afec-
tando el proceso hemostático (Markland
1998). Las disintegrinas se han convertido en
importantes herramientas para el estudio de la
adhesión celular en diversos modelos patoló-
gicos y se ha demostrado que estos péptidos
son sintetizados como parte de algunas meta-
loproteinasas en estos venenos, liberándose
como consecuencia de proteólisis (Moura da
Silva et al. 1996). Se han purificado además
fosfolipasas A2 que afectan los procesos de
coagulación, ya sea alterando la agregación
plaquetaria (Fuly et al. 1997) o inhibiendo la
cascada de la coagulación (Díaz et al. 1991).
También estos venenos poseen proteinasas fi-
brinolíticas, de la familia de las metaloprotei-
nasas, capaces de hidrolizar la fibrina que for-
ma los trombos (Markland 1998). Algunas de
estas proteínas se utilizan en terapia antitrom-
bótica en la clínica, tales como la serina pro-
teinasa ‘batroxobina’ del veneno de Bothrops
atrox (Braud et al. 2000), en tanto otros se
emplean en procedimientos diagnósticos, co-
mo es el caso de la ‘botrocetina’, utilizada en
el diagnóstico de la enfermedad de von Wille-
brand y del síndrome de Bernard-Soulier
(Braud et al. 2000). En suma, los venenos de
serpientes de América Latina presentan una
variadísima gama de componentes que afec-
tan los procesos hemostáticos.
La inflamación
Los estudios farmacológicos del proceso
inflamatorio tuvieron un desarrollo temprano
de muy alto nivel en América Latina, especial-
mente en Brasil, donde grupos de excelencia
efectuaron aportes de impacto mundial. En es-
te contexto, cabe mencionar el importante tra-
bajo liderado por Mauricio Rocha e Silva, en
São Paulo, el cual tuvo como uno de sus pri-
meros logros el descubrimiento de la bradici-
nina, un nonapéptido liberado de un precursor
plasmático que juega un papel central en la in-
flamación y en diversos procesos fisiológicos.
Este hallazgo, efectuado trabajando con el ve-
neno de Bothrops jararaca (Rocha e Silva et
al. 1949), sirvió de base para una línea de in-
vestigación fructífera que trajo, entre otros lo-
gros, el importante descubrimiento de los pép-
tidos potenciadores de bradicinina, también
presentes en el veneno de B. jararaca (Ferrei-
ra 1965, Ferreira et al. 1970). Estos péptidos
sirvieron de base para la síntesis, en la indus-
tria farmacéutica de países desarrollados, de
medicamentos antihipertensivos muy efecti-
vos, como el Captopril.
Diveros grupos de investigación en la re-
gión han utilizado los venenos como herra-
mientas para estudiar la inflamación, no sólo
para comprender mejor las bases del envene-
namiento, sino también para dilucidar los me-
canismos de la reacción inflamatoria en gene-
ral. En años recientes se han logrado avances
importantes en la comprensión de la inflama-
ción en modelos experimentales de envenena-
miento ofídico, tanto en lo referente al edema
(Trebien y Calixto 1989, Chaves et al. 1995,
Landucci et al. 2000), como a la participación
del infiltrado celular (Farsky et al. 1997) y a la
hiperalgesia resultante de la acción de los ve-
nenos (Teixeira et al. 1994, Chacur et al.
2001), así como al rol de las citoquinas en es-
tos cuadros (Lomonte et al. 1993, Barros et al.
1998, Petricevich et al. 2000). Estos estudios
han continuado con el análisis del papel que
tiene la reacción inflamatoria en la patogénesis
del daño tisular local, un tema estrechamente re-
lacionado con la posibilidad de que el control
INTERNATIONAL JOURNAL OF TROPICAL BIOLOGY AND CONSERVATION 381
farmacológico de dicha reacción inflamatoria
redunde en una disminución de la magnitud
del daño tisular. Los avances logrados demues-
tran que el ingreso de los venenos de vipéridos
a los tejidos pone en marcha un complejo pro-
ceso inflamatorio, asociado con la liberación
y/o síntesis de numerosos mediadores, los cua-
les interactúan de manera compleja, afectando
múltiples procesos celulares y tisulares y redun-
dando en edema, infiltrado celular, dolor y ad-
quisición de un fenotipo pro-inflamatorio y pro-
coagulante en las células endoteliales. En con-
traposición con la gran mayoría de los venenos
de vipéridos, los cuales inducen un potente efec-
to hiperalgésico, el de la cascabel Crotalus
durissus terrificus se caracteriza por presentar
una acción antinociceptiva (Giorgi et al. 1993),
lo cual lo convierte en una fuente de sustancias
analgésicas de potencial interés farmacéutico.
Las metaloproteinasas y la hemorragia
Una de las consecuencias más comunes
de los envenenamientos por serpientes de la
familia Viperidae lo constituye el sangrado
local y sistémico, el cual contribuye a lesión
tisular permanente en el tejido muscular, así
como a hipovolemia y choque cardiovascular
(Fan y Cardoso 1995, Gutiérrez 1995). La
identificación de las proteínas responsables
de estos efectos tuvo un gran impulso en los
estudios de Mandelbaum y su grupo, en el
Instituto Butantan, quienes lograron purificar
y caracterizar varios componentes hemorrági-
cos de los venenos de las especies Bothrops
jararaca, B. moojeni y B. neuwiedi (Mandel-
baum et al. 1976, 1984, Assakura et al. 1985).
Posteriormente otros investigadores purifica-
ron, secuenciaron y clonaron la ‘jararagina’
(Paine et al. 1992), una metaloproteinasa he-
morrágica presente en el veneno de B. jararaca
y que fue recientemente cristalizada (Souza et
al. 2001). La jararagina ha sido muy utilizada
en investigaciones bioquímicas, moleculares
y farmacológicas (Kamiguti et al. 1996). Del
veneno de Lachesis muta se purificaron dos
metaloproteinasas hemorrágicas, las cuales
han sido secuenciadas y estudiadas en cuanto
a sus efectos sobre la hemostasia (Sánchez et
al. 1987, 1991a, 1991b).
Recientemente se han aislado y caracteri-
zado parcialmente varias metaloproteinasas
hemorrágicas del veneno de Bothrops asper, la
principal serpiente venenosa en la región cen-
troamericana (Borkow et al. 1993, Gutiérrez et
al. 1995, Franceschi et al. 2000). Aunque el
mecanismo de acción de estas toxinas no está
totalmente dilucidado, los estudios efectuados
permiten proponer la hipótesis siguiente: estas
enzimas, que son metaloproteinasas depen-
dientes de zinc, hidrolizan algunas proteínas
que componen la lámina basal que rodea las
células endoteliales de los vasos capilares y de
las vénulas. Como consecuencia de esta hidró-
lisis, las células endoteliales se ven afectadas,
desarrollando una serie de vesículas y redu-
ciendo su grosor, hasta el punto en que su inte-
gridad se interrumpe y se producen rupturas a
través de las que se produce la extravasación
(Moreira et al. 1994, Gutiérrez y Rucavado
2000). Esta hipótesis es apoyada por observa-
ciones bioquímicas y ultraestructurales diver-
sas, aunque aún no está claro cómo se traducen
las alteraciones en la lámina basal a la lesión
endotelial (ver revisión de Gutiérrez y Rucava-
do 2000). A la par de esta hipótesis de hemorra-
gia por ‘rexis’, también se ha propuesto que el
veneno de Bothrops jararaca induce hemorra-
gia por ‘diapedesis’, al inducir la apertura de las
uniones intercelulares de las células endoteliales
como consecuencia de una fuerte reacción infla-
matoria, permitiendo la extravasación por esa
ruta (Gonçalves y Mariano 2000).
Las metaloproteinasas hemorrágicas se
clasifican, desde el punto de vista estructural,
en cuatro grupos, con base en los dominios que
poseen (Bjarnason y Fox 1994). Las de la cla-
se P-I presentan únicamente el dominio meta-
loproteinasa, caracterizado por una secuencia
consenso HEXXHXXGXXH responsable de
la unión al zinc. Las metaloproteinasas de las
otras clases presentan, además el dominio cata-
lítico, dominios ‘tipo disintegrina’ (clase P-II),
‘tipo disintegrina’ y ‘rico en cisteína’ (clase P-
III) y estos dos dominios más un dominio lecti-
na (clase P-IV). Los estudios con la jararagina y
REVISTA DE BIOLOGÍA TROPICAL382
con otras metaloproteinass han demostrado
que la presencia de estos dominios adicionales,
especialmente el ‘tipo disintegrina’, le confie-
ren a estas metaloproteinasas la capacidad de
reconocer receptores de la familia de las inte-
grinas en las membranas de las plaquetas y de
otros tipos celulares, afectando el proceso de
agregación plaquetaria y la adhesión de otras
células a sustratos de matriz extracelular (Ka-
miguti et al. 1996, Souza et al. 2000, Moura da
Silva et al. 2001). Se ha propuesto que la pre-
sencia de estos dominios adicionales es res-
ponsable de la mayor actividad hemorrágica
que caracteriza a estas metaloproteinasas cuan-
do se las compara con las de la clase P-I. Es
evidente, por otra parte, que a la acción vascu-
lotóxica de las metaloproteinasas se suma el
efecto de las toxinas que inducen coagulopa-
tías, para producir un sangrado profuso a nivel
sistémico, aunque el tema de los sinergismos
entre estos tipos de toxinas no ha sido explora-
do aún con suficiente detalle.
Los estudios de patología experimental
efectuados con diversas metaloproteinasas en
América Latina han demostrado que estas en-
zimas no sólo son responsables de hemorragia,
sino que también inducen mionecrosis, edema,
formación de bulas, dermonecrosis, activación
de complemento, fibrinolisis, fibrinogenolisis,
liberación de TNF-α y degradación de la ma-
triz extracelular, por lo que desempeñan un rol
muy relevante en la patogénesis de diversos
efectos asociados con estos envenenamientos
(ver la revisión de Gutiérrez y Rucavado
2000). La relevancia de las metaloproteinasas
en los envenenamientos ofídicos plantea la posi-
bilidad de utilizar inhibidores sintéticos poten-
tes, como los hidroxamatos peptidomiméticos,
en la terapia antiofídica, hipótesis que ha sido
validada en estudios experimentales con el vene-
no de Bothrops asper y el inhibidor ‘batimastat’
(Escalante et al. 2000, Rucavado et al. 2000).
Fosfolipasas A2 y necrosis muscular
La necrosis de tejido muscular o mione-
crosis es uno de los efectos más conspicuos de
los envenenamientos por serpientes de la fami-
lia Viperidae (Gutiérrez y Lomonte 1989). En
caso de no ser neutralizado por los antivene-
nos, este efecto redunda en una pérdida impor-
tante de tejido muscular, lo cual se asocia con
una deficiente regeneración muscular y con se-
cuelas permanentes en la víctima. Diversos
grupos, especialmente en Costa Rica y Brasil,
han desarrollado investigaciones diversas diri-
gidas a una comprensión del tipo de toxinas
responsables de estos efectos y de su mecanis-
mo de acción. La primera miotoxina de vene-
nos de serpientes del género Bothrops fue pu-
rificada en 1984, a partir del veneno de B. as-
per (Gutiérrez et al. 1984a). En años posterio-
res se logró purificar una gran cantidad de
miotoxinas de este y otros venenos de serpien-
tes de la región, tales como Bothrops moojeni,
B. neuwiedi, B. jararacussu, B. pirajai, Both-
riechis schlegelii y Atropoides nummifer (ver
revisión de Gutiérrez y Lomonte 1997). Todas
estas miotoxinas son proteínas con estructura
de fosfolipasa A2 de la clase II, muy básicas y
que afectan las células musculares rápidamen-
te después de su inyección.
Los estudios de las secuencias de estas
miotoxinas han permitido dividirlas en dos
subtipos: aquellas que presentan aspartato en
el residuo 49 y las que presentan lisina en di-
cha posición. Esta diferencia tiene implicacio-
nes drásticas en la catálisis, ya que el asparta-
to en el residuo 49 juega un papel central en la
capacidad de estas proteínas de unir el ion cal-
cio, el cual es requisito para la actividad cata-
lítica al estabilizar el intermediario tetrahédri-
co característico de esta reacción (Arni y Ward
1996). La sustitución de aspartato por lisina
tiene como consecuencia una incapacidad de
la molécula para ligar calcio y, por lo tanto, la
pérdida de la actividad enzimática. Las prime-
ras lisinas 49 aisladas y secuenciadas fueron la
miotoxina II de B. asper y la bothropstoxina de
B. jararacussu (Francis et al. 1991, Cintra et
al. 1993). Lo interesante de este grupo de
Lis49 es que, pese a ser inactivas enzimática-
mente, poseen una fuerte acción miotóxica.
Esta observación demuestra que la actividad
de hidrólisis de fosfolípidos no es estrictamen-
te necesaria para lesionar la integridad de la
INTERNATIONAL JOURNAL OF TROPICAL BIOLOGY AND CONSERVATION 383
membrana plasmática de las fibras musculares,
evidenciando que otras regiones moleculares
diferentes del sitio catalítico son las responsa-
bles de este efecto.
Los estudios de secuencias han sido com-
plementados por importantes investigaciones
cristalográficas, las cuales han permitido dilu-
cidar la estructura de algunas de estas proteínas
(Arni et al. 1995, 1999, da Silva Giotto et al.
1998, Lee et al. 2001). Se ha demostrado que
todas ellas tienen una estructura similar, carac-
terizada por varias regiones de hélice alfa, una
pequeña región de hojas beta denominada ‘ala
beta’ y algunas asas, presentando siete puentes
disulfuro. Además, se ha determinado que la
mayoría de estas fosfolipasas miotóxicas exis-
ten como homodímeros. Muchos de estos estu-
dios han sido fruto de colaboraciones entre
grupos de investigación costarricenses y brasi-
leños en importantes esfuerzos cooperativos
regionales. Este ejemplo ilustra el gran poten-
cial que tienen los empeños conjuntos en una
región donde es difícil contar con equipo muy
costoso en cada país y donde se requiere desa-
rrollar una división del trabajo solidaria que
permita enfrentar retos académicos relevantes.
El contar con diversas fosfolipasas A2
miotóxicas purificadas ha permitido estudiar el
mecanismo de acción de las mismas y los de-
terminantes estructurales de la miotoxicidad.
Se ha demostrado que las miotoxinas, sean és-
tas Asp49 o Lis49, afectan directamente la in-
tegridad de la membrana plasmática de las cé-
lulas musculares, originando un influjo de cal-
cio hacia el citosol, lo cual pone en marcha una
serie de eventos degenerativos que culminan
con lesión celular irreversible (Gutiérrez et al.
1984b, Gutiérrez y Lomonte 1997). El sitio de
unión de estas miotoxinas a la membrana plas-
mática no se ha establecido claramente, aun-
que se plantea la existencia de dos tipos de si-
tios de unión: (a) fosfolípidos negativos (Díaz
et al. 2001), presentes en las membranas de
muchos tipos celulares, lo cual explica la am-
plia acción citolítica de estas proteínas in vitro
(Lomonte et al. 1994a); y (b) receptores protei-
cos, presentes en células musculares, lo cual
hace a estas células más susceptibles a la ac-
ción de las miotoxinas (Lomonte et al. 1999).
Sin embargo, la identidad de estos receptores
proteicos para las miotoxinas aún no ha sido
establecida.
El tema de la relación estructura-función
de estas miotoxinas ha recibido atención por
parte de diversos grupos. Como se mencionó
anteriormente, se ha demostrado que la activi-
dad enzimática no es indispensable para la ac-
ción miotóxica, aunque la hidrólisis de fosfolí-
pidos incrementa la capacidad citotóxica en las
miotoxinas Asp49 catalíticamente activas. Uno
de los avances más importantes en este tema lo
constituyó la demostración de que un péptido
sintético, correspondiente a un segmento de la
región C-terminal de la miotoxina II de B. asper
y constituído por residuos catiónicos e hidrofó-
bicos, reproduce la actividad citotóxica de la
molécula completa (Lomonte et al. 1994b).
Esta región está ubicada en la superficie de la
molécula y se postula que, por su carácter hi-
drofóbico-catiónico, es capaz de penetrar y de-
sorganizar la bicapa de fosfolípidos de las
membranas. Estudios estructurales e inmuno-
químicos apoyan esta hipótesis (da Silva Giot-
to et al. 1998, Calderón y Lomonte 1998). Re-
cientemente se describió que péptidos sintéti-
cos de la región C-terminal de dos toxinas
Lis49 eran citotóxicos, en tanto los péptidos
correspondientes a dos miotoxinas Asp49 care-
cieron de efectos tóxicos, evidenciando dife-
rencias importantes en las regiones responsa-
bles de la toxicidad en estos dos tipos de fosfo-
lipasas A2 (Núñez et al. 2001). Es posible que
otras regiones de la molécula, como el extremo
N-terminal (Díaz et al. 1994), también contri-
buyan al daño en la membrana. Además de es-
tos importantes trabajos con péptidos sintéti-
cos, el tema de la relación estructura-función
se ha enriquecido con estudios de modificacio-
nes químicas de aminoácidos (ver por ejemplo
Soares et al. 2000, 2001) y, más recientemen-
te, por el clonaje y expresión de algunas de es-
tas miotoxinas (Lizano et al. 2001, Ward et al.
2001, Giuliani et al. 2001), lo cual abre las po-
sibilidades del uso de la mutagénesis dirigida
en la identificación de las regiones responsa-
bles de este efecto.
REVISTA DE BIOLOGÍA TROPICAL384
Una consecuencia importante de esta lí-
nea de investigación de miotoxinas de vene-
nos de serpientes lo constituye el hallazgo de
que estas proteínas, así como algunos pépti-
dos sintéticos de regiones de estas moléculas,
tienen una potente acción bactericida (Pára-
mo et al. 1998, Lomonte et al. 1999). Esto
abre la posibilidad de utilizar péptidos sinteti-
zados a partir de secuencias de estas proteínas
en el diseño de nuevos antibióticos, un tema
de gran relevancia dado el fenómeno de incre-
mento en la resistencia a los antibióticos tra-
dicionales por parte de muchas bacterias de
importancia médica.
La crotoxina, principal componente del
veneno de la cascabel C. d. terrificus, posee,
además de actividad neurotóxica, una fuerte
acción miotóxica, produciendo rabdomiolisis
sistémica. Por otra parte, pese a que los vene-
nos de serpientes coral (Micrurus sp.) no indu-
cen miotoxicidad relevante desde el punto de
vista clínico, estos venenos son muy miotóxi-
cos en modelos experimentales (Gutiérrez et
al. 1986). Este efecto, que también se ha des-
crito para otros venenos de elapídeos, se debe
a la acción de fosfolipasas A2 de clase I, las
cuales difieren en varios aspectos estructurales
de las fosfolipasas de vipéridos. Recientemen-
te se determinó la secuencia completa de una
fosfolipasa A2 miotóxica del veneno de la co-
ral centroamericana Micrurus nigrocinctus y,
mediante análisis comparativo de secuencias,
se identificó un grupo de residuos en las fosfo-
lipasas de clase I que se agrupan en la superfi-
cie de la molécula y que están presentes única-
mente en las enzimas que presentan actividad
miotóxica (Alape-Girón et al. 1999). Además,
se postuló un modelo de evolución molecular
de las fosfolipasas A2 miotóxicas de clase I, a
partir de un precursor similar a la actual fosfo-
lipasa A2 de secreción pancreática (Alape-Gi-
rón et al. 1999). Resulta interesante que esta
región es disímil a la región miotóxica de las
fosfolipasas A2 de clase II de venenos de vipé-
ridos, evidenciando una evolución molecular
diferente en estos dos tipos de miotoxinas, a
partir de precursores no miotóxicos (Alape-Gi-
rón et al. 1999).
Variabilidad geográfica y ontogenética
En la década de los 60, Jiménez-Porras
(1964a, 1964b) efectuó trabajos pioneros en el
tema de la variabilidad geográfica de los vene-
nos de Bothrops sp de Costa Rica, empleando
técnicas electroforéticas. Se observaron diferen-
cias intraespecíficas en los venenos de diferentes
poblaciones de Bothrops atrox (hoy B. asper) y
B. nummifer (hoy Atropoides nummifer) en
Costa Rica. Anteriormente se había descrito un
fenómeno de variación geográfica en el conte-
nido de crotamina en venenos de poblaciones
sudamericanas de C. d. terrificus (ver revisión
de Jiménez-Porras 1970). Estos estudios, junto
a otros efectuados posteriormente (Francis-
chetti et al. 2000), demostraron la enorme
complejidad en la composición de los venenos.
A las variaciones poblacionales se une una in-
teresante variación ontogenética en la bioquí-
mica y la farmacología de los venenos (Gutié-
rrez et al. 1980, Furtado et al. 1991). Uno de
los ejemplos más llamativos es el de la cascabel
centroamericana Crotalus durissus durissus, ya
que los venenos de ejemplares recién nacidos
tienen un veneno con fuertes acciones neurotó-
xica y miotóxica, similares al veneno de la su-
bespecie sudamericana, en tanto los ejempla-
res adultos presentan un veneno de acción lo-
cal y hemorrágica, sin neurotoxicidad evidente
(Lomonte et al. 1983).
INHIBIDORES DE VENENOS: 
APROVECHANDO LA BIODIVERSIDAD 
DE LA REGIÓN EN LA BÚSQUEDA
DE NUEVAS TERAPIAS ANTIOFÍDICAS
Diversos grupos de investigación en la re-
gión se han ocupado de la búsqueda de sustan-
cias con efecto inhibitorio sobre las acciones
tóxicas de los venenos en plantas y animales
de la región. Mucho se ha trabajado con plan-
tas, demostrándose efectos inhibitorios con
una serie de extractos crudos y con diversos
componentes semipuros y puros, tales como la
wedelolactona (Melo et al. 1994, Mors et al.
1989). Por otra parte, se ha demostrado la pre-
sencia de importantes inhibidores proteicos
INTERNATIONAL JOURNAL OF TROPICAL BIOLOGY AND CONSERVATION 385
presentes en los sueros sanguíneos de las mis-
mas serpientes y de algunos mamíferos como
los marsupiales del género Didelphis. Algunas
de estas proteínas son inhibidores de proteina-
sas, altamente eficaces en la neutralización del
efecto hemorrágico de los venenos (Neves-Fe-
rreira et al. 2000, Valente et al. 2000), en tanto
otras son inhibidores de fosfolipasas A2 (Fortes
Dias et al. 1994, Perales et al. 1995, Lizano et
al. 1997, 1999).
Los inhibidores de fosfolipasas A2 se cla-
sifican en tres familias: (a) proteínas con ho-
mología con secuencias de unión a carbohidra-
tos de lectinas tipo C, (b) proteínas con secuen-
cias ricas en leucina, y (c) proteínas con el mo-
tivo de ‘tres dedos’, característico de diversos
grupos de proteínas, como las α-neurotoxinas
de venenos de elápidos (Lizano et al. 1999). Se
ha demostrado que estos inhibidores no sólo
neutralizan el efecto enzimático de las fosfoli-
pasas A2, sino también sus actividades tóxicas
(Fortes Dias et al. 1994, Lizano et al. 1997,
1999). La existencia de este tipo de inhibidores
plantea la posibilidad de su utilización en el
mejoramiento de la terapia antiofídica en el fu-
turo; además, permite su utilización como
compuestos de base para la síntesis de nuevos
inhibidores enzimáticos con posible aplicación
farmacéutica más general, dada la importancia
de las proteinasas y fosfolipasas endógenas en
procesos como el cáncer y las enfermedades
inflamatorias y neurodegenerativas.
INVESTIGACIÓN CLÍNICA: 
HACIA LA COMPRENSIÓN 
DE LA FISIOPATOLOGÍA
DE LOS ENVENENAMIENTOS 
OFÍDICOS EN HUMANOS
Los envenenamientos por mordeduras de
serpientes de América Latina se asocian con
cuadros fisiopatológicos complejos, en cuya
caracterización han participado investigadores
clínicos de la región. Muchos han sido los
aportes en cuanto a análisis clínicos y epide-
miológicos, pero cabe destacar la valiosa siste-
matización de las características de los envene-
namientos ofídicos en la región sudeste de
Brasil, iniciada por Brazil (1911) y continuada
por Rosenfeld (1971) y diversos clínicos brasi-
leños, aprovechando la rica experiencia recopi-
lada en el Hospital Vital Brazil, ubicado en el
Instituto Butantan. Esta escuela ha sido conti-
nuada por investigadores actuales, quienes han
efectuado diversos estudios relacionados con
la clínica y el tratamiento de envenenamientos
por B. jararaca (Cardoso et al. 1993) y B. ja-
raracussu (Milani et al. 1997).
Otras investigaciones han enfocado aspec-
tos más específicos de estos envenenamientos.
Por ejemplo, los estudios de Azevedo-Marques
y colaboradores demostraron claramente que
los envenenamientos por la cascabel sudameri-
cana C. d. terrificus se asocian con rabdomio-
lisis y no con hemólisis, como se había supues-
to hasta entonces, y que el pigmento oscuro
presente en la orina de estos pacientes es mio-
globina y no hemoglobina (Azevedo–Marques
et al. 1987). También se han efectuado estu-
dios sobre las alteraciones en la coagulación y
las infecciones en pacientes mordidos por B.
jararaca (Maruyama et al. 1990, Jorge et al.
1994), así como sobre las alteraciones renales
en estos pacientes (Amaral et al. 1995).
En Colombia, Otero y colaboradores han
efectuado diversos estudios clínico-terapéuti-
cos controlados para caracterizar los envene-
namientos por Bothrops atrox, la serpiente más
importante de esa región, y para evaluar diver-
sos antivenenos que se utilizan en dicho país
(Otero et al. 1992, 1998, 1999). Un grupo de
investigación clínica de Martinica estudió los
envenenamientos por Bothrops lanceolatus,
especie endémica en dicha isla, los cuales se
asocian con trombosis severas, y demostró la
eficacia de un antiveneno producido en Fran-
cia, el cual es específico para este veneno
(Thomas et al. 1995).
ANTIVENENOS: 
APORTES TECNOLÓGICOS 
EN LA SOLUCIÓN 
DE UN PROBLEMA DE SALUD
La administración parenteral de antivene-
nos constituye el único recurso terapéutico
REVISTA DE BIOLOGÍA TROPICAL386
científicamente validado para el manejo de los
envenenamientos ofídicos. Los primeros anti-
venenos latinoamericanos se produjeron en el
Instituto Butantan pocos años depués del desa-
rrollo de los antivenenos en Francia (Vital Bra-
zil 1987b). Actualmente varios países de la re-
gión tienen centros productores de antivene-
nos, la enorme mayoría de los cuales se ubica
en el sector público, especialmente en Ministe-
rios de Salud y en Universidades públicas,
aunque también existen algunas empresas pri-
vadas involucradas en esta actividad (Meier
1995). La mayoría de los centros productores
utilizan la metodología basada en la digestión
de las proteínas plasmáticas con pepsina y la
posterior precipitación de los fragmentos
F(ab’)2 de las inmunoglobulinas mediante adi-
ción de sulfato de amonio (Raw et al. 1991).
Sin embargo, las tecnologías utilizadas en este
proceso productivo han evolucionado en la re-
gión y se han efectuado algunos desarrollos
tecnológicos en el área. Uno de ellos lo consti-
tuye la introducción de una planta cerrada para
el procesamiento de plasma hiperinmune en el
Instituto Butantan. Esta paquete tecnológico,
de creación brasileña, se implementó en la dé-
cada de los 80, como respuesta a un importan-
te problema de abastecimiento de este producto
en Brasil. Este desarrollo, adaptado y utilizado
en los tres grandes centros productores de anti-
veneno de ese país, permite procesar grandes vo-
lúmenes de plasma y garantiza el abastecimien-
to de todo el antiveneno requerido en Brasil.
Otro desarrollo tecnológico destacado en
la región lo constituyó la introducción de una
nueva metodología en el procesamiento del
plasma equino para la purificación de las in-
munoglobulinas, basada en la precipitación de
las proteínas no-inmunoglobulínicas del plas-
ma mediante adición de ácido caprílico (Rojas
et al. 1994). Esta tecnología, adaptada para
procesamiento industrial de plasma en el Insti-
tuto Clodomiro Picado, es muy simple y eco-
nómica, y genera un producto de alta pureza,
eficacia, estabilidad y seguridad. El antiveneno
producido con esta tecnología ha sido utiliza-
do exitosamente en Centroamérica y Colom-
bia (Otero et al. 1999, Arroyo et al. 1999). Es
de destacar que la administración de este an-
tiveneno se asocia con una incidencia muy
baja de reacciones adversas tempranas en los
pacientes, especialmente cuando se compara
con antivenenos producidos mediante otras
tecnologías (Otero-Patiño et al. 1998, Otero
et al. 1999). Actualmente, esta tecnología es-
tá siendo utilizada exitosamente en otros paí-
ses latinoamericanos.
Se han producido antivenenos contra los
principales tipos de serpientes venenosas de la
región. La mayoría de los centros productores
se dedican a la producción de antivenenos efi-
caces contra venenos de especies de la familia
Viperidae (Meier 1995), aunque algunos cen-
tros también producen antivenenos anti-elapí-
dicos. Uno de los esfuerzos más destacados en
este sentido lo constituyó la producción de un
‘antiveneno anticoral panamericano’, el cual
es eficaz en la neutralización de los venenos de
las más importantes serpientes Micrurus (Bo-
laños et al. 1978).
Otra línea de investigación importante la
constituye el estudio de la capacidad neutrali-
zante de los antivenenos, asociado con el desa-
rrollo de técnicas de laboratorio que han per-
mitido el análisis de la neutralización de efec-
tos farmacológicos y enzimáticos específicos
(Gutiérrez et al. 1996). Esta plataforma meto-
dológica ha permitido evaluar, de manera rigu-
rosa y detallada, la capacidad neutralizante de
los antivenenos producidos en los diferentes
países de la región. Estas técnicas constituyen
un instrumento de gran utilidad para las auto-
ridades de salud de la región para determinar
cuáles antivenenos son eficaces en cada país
(ver por ejemplo Otero et al. 1995). Finalmen-
te, debe destacarse el empeño de diversos gru-
pos por reducir el uso de ratones en las pruebas
de potencia de los antivenenos, sustituyendo
las pruebas in vivo por diversos métodos in vi-
tro, tales como el ELISA (Maria et al. 1998).
CONSIDERACIONES FINALES
Este recorrido evidencia aportes impor-
tantes de los investigadores de la región en el
INTERNATIONAL JOURNAL OF TROPICAL BIOLOGY AND CONSERVATION 387
conocimiento de la estructura y función de
proteínas tóxicas presentes en venenos de ser-
pientes y en el estudio de la fisiopatología de
los envenenamientos, así como en la búsqueda
de inhibidores de esas toxinas y en el mejora-
miento de las tecnologías para la producción
de antivenenos. Quedan pendientes muchas
preguntas e interrogantes por enfrentar, mu-
chas más de las que se ha podido esclarecer.
Pese a que se ha dilucidado algunos aspectos
importantes en el tema, los venenos de serpien-
tes siguen constituyendo una fuente inagotable
de sorpresa y asombro, por su complejidad
bioquímica y farmacológica, por su enorme
variabilidad y por su impacto en la salud públi-
ca. El futuro ofrece una infinidad de retos para
los estudiosos de los venenos de serpientes en
América Latina.
AGRADECIMIENTOS
El autor agradece al personal del Instituto
Clodomiro Picado, así como a diversos inves-
tigadores latinoamericanos, por los múltiples
esfuerzos compartidos en el campo de la inves-
tigación toxinológica. Asimismo, agradece a la
Vicerrectoría de Investigación de la Universi-
dad de Costa Rica, el CONICIT, la Internatio-
nal Foundation for Science, la red NeTropica y
el Wellcome Trust por el financiamiento de
proyectos de investigación.
RESUMEN
La investigación científica sobre venenos de serpien-
tes ha sido un campo de trabajo fructífero en América La-
tina. En la presente revisión se destacan algunos de los
principales logros obtenidos en la comprensión de la es-
tructura química y del mecanismo de acción de toxinas
presentes en venenos de serpientes de la región. Además,
se describen algunas líneas de trabajo en investigación clí-
nica relacionada con el mejor conocimiento de la fisiopa-
tología de estos envenenamientos en humanos y en el de-
sempeño terapéutico de los antivenenos. También se des-
tacan algunos logros en el desarrollo de tecnologías para la
producción de antivenenos, así como en la caracterización
de la capacidad neutralizante de estos inmunobiológicos.
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