ЯДОВИТАЯ СТАТЬЯ: ЗООТОКСИНЫ |
|
Животный мир достаточно жесток, в нем постоянно кто-то кого-то ест. Понятно, что перспектива быть съеденным во цвете лет никого не прельщает. Приходится приспосабливаться, бороться за выживание - свое и своего вида. Одним из самых эффективных средств в этой борьбе стало биохимическое оружие - яды
|
|
|
Ядовитая классификация
Как любое оружие, яд может использоваться и для защиты, и для нападения. В большинстве случаев, и на охоте, и в обороне, у животного бывает только одна попытка, поэтому зоотоксины (яды животного происхождения) обладают потрясающей убойной силой. Их задача - как минимум парализовать противника, а лучше - убить, чтобы избежать встречи в будущем.
Первично ядовитые животные вырабатывают ядовитые вещества в процессе обычной жизнедеятельности. По способу выработки и введения яда первично ядовитых созданий делят на две группы. Активно ядовитые обладают специальным аппаратом для выработки и доставки яда. Внутри этой группы происходит еще одно деление - на вооруженных и невооруженных. Вооруженные, как следует из названия, имеют не только производящие яд органы, но и ранящие приспособления (зубы, жала, шипы и т.п.). Невооруженные обходятся разбрызгиванием яда, как некоторые жуки, или выделяют его кожей, как некоторые древесные лягушки.
Пассивно ядовитые не имеют специальных ядовитых желез. Токсины содержатся в их тканях - печени, половых органах, крови и т.п. Отравление может наступить только при поедании таких животных. Самое известное из них - экзотический даже для японцев деликатес рыба фугу (рыба-шар, иглобрюх). Ее печень, молоки, икра, кишечник, глаза и кожа содержат нервно-паралитический яд тетродотоксин, который в малых дозах, оставшихся после удаления особенно ядовитых органов, вызывает у едоков чувство легкой наркотической эйфории. В среднем каждый год в Японии погибают два рисковых любителя фугу.
Вторично ядовитые (чаще всего - рыбы и моллюски) сами ядов не синтезируют, но могут накапливать токсины, попадающие в них с водой и пищей. Ядовитость их непостоянна и зависит от целого ряда факторов. Это не какое-то эволюционное приспособление, а просто следствие фильтрации через себя огромных масс не совсем чистой воды (точно так же можно отравиться съедобными грибами, растущими у оживленной автострады). Самим животным от накопления токсинов ни холодно, ни жарко.
Ядовитая наука
Область медицины, занимающаяся изучением законов взаимодействия живого организма и яда, называется токсикологией (греч. toxikoV - яд).
Основные задачи токсикологии - обнаружение и иследование веществ, способных вызвать у человека отравление, и изучение взаимодей-ствия яда с организмом, а также определение диапазона токсического действия ядовитого вещества, от безопасной до минимально достаточной для гарантированного летального исхода дозы.
Токсикологи изучают клинические признаки отравления при различных путях поступления яда - внутрь, накожно, внутримышечно и т.п. (или при вдыхании ядовитых паров, но к зоотоксинам это не относится), определяют избирательную токсичность, то есть действие на определенные органы или их системы. Например, если яд действует в основном на нервную систему, его называют нейротоксическим, на мышцы - миотоксическим, на почки - нефротоксическим, если он вызывает разрушение эритроцитов - гемолитическим.
Еще одно важное направление работы токсикологов - разработка методов экстраполяции (переноса) полученных данных на человека. Изучать действие ядов на людях, мягко говоря, неэтично, а результаты опытов на крысах оказываются верными в отношении человека примерно в 35% случаев, на собаках - в 53%. Методом проб и ошибок удалось установить, что если абсолютно летальные (убивающие 100% подопытных) дозы для четырех видов лабораторных животных (мыши, крысы, морские свинки и кролики) различаются незначительно (в три раза и меньше), то с вероятностью около 70% и для человека смертельное количество миллиграммов яда на килограмм веса будет находиться в том же диапазоне.
Наконец, токсикологи разрабатывают антидоты - препараты, нейтрализующие яды, а также схемы лечения пострадавших от тех или иных токсинов.
Ядовитая медицина
Медицина и ядовитые животные связаны давно и прочно. Достаточно вспомнить: в одном варианте эмблемы медицины змея обвивает посох Асклепия (греческого бога врачевания), в другом - чашу, которую дер-жит его дочь Гигиея.
Апитерапия - лечение продуктами пчеловодства, а также пчелиными укусами (лат. apis - пчела) - уходит своими корнями в незапамятные времена, а ее свежие побеги достигают наших дней. Пчелиный яд входит в согревающую и противовоспалительную мазь Апизартрон. Родовые названия гадюки (Vipera), гюрзы (Macrovipera), кобры (Naja) видны в названиях болеутоляющих и противовоспалительных мазей (Випросал, Випратокс) и препаратов для инъекций (Випраксин, Випералгин, Наяксин). Гадюка Рассела (V. russelli) дала средство для тампонирования кровоточащих десен после удаления зубов у больных гемофилией, гремучие змеи - надежду больным эпилепсией.
Из последних достижений науки можно назвать выделение омега-конотоксина, одного из компонентов яда моллюсков рода Conus. Это вещество (в 100-1000 раз сильнее морфина и не вызывающее привыкания!) стало действующим началом лекарственного средства Зиконотид.
Кроме того, различные животные яды применяются в исследовательских целях. Так, яд скорпионов иногда используют при изучении молекулярных механизмов передачи нервных импульсов и моделировании на животных некоторых патологических состояний (типичных, например, для больных эпилепсией).
В лабораторных условиях воспроизвести яд того или иного животного целиком невозможно, удается синтезировать только отдельные его компоненты. Поэтому для научных и фармакологических целей приходится ловить змей и пауков и собирать моллюсков или выращивать их на специальных фермах и «доить», добывая драгоценные капли яда.
Ядовитая клиника
Почти всегда в районе укуса можно наблюдать характерную местную реакцию - отек, покраснение, болезненность, гематому (кровоизлияние, а совсем попросту - синяк). Но все это пустяки по сравнению с гораздо более тяжелыми симптомами: зоотоксины часто вызывают поражение нервной системы - головного мозга (оглушение, интоксикационный психоз), нервов и их сплетений (нарушения чувствительности, судороги, вялые и спастические параличи). Нейротоксическое действие ядов может приводить к нарушениям сердечного ритма, мышечной слабости, которая вызывает выраженные нарушения дыхания, обмороки и коллапс (то же самое, только намного хуже) из-за резкого и массивного расширения мелких сосудов. Многие яды увеличивают проницаемость стенок кровеносных сосудов с последующими кровоизлияниями в кожу и различными кровотечениями, разрушение эритроцитов и, как следствие, кислородное голодание. А при повторном укусе возможно развитие анафилактического шока.
Ядовитая география
В той или иной степени токсичны для человека несколько сот тысяч видов живых организмов, обитающих на Земле, а по-настоящему опасны не более пяти тысяч видов. Примерно три четверти ядоносцев относятся к классу членистоногих, остальные - тоже в подавляющем большинстве холоднокровные: амфибии, пресмыкающиеся, рыбы, кишечнополостные (медузы и полипы). Поэтому ядовитые твари в теплых краях и встречаются чаще, и разнообразнее по видовому составу, и опаснее, чем в наших широтах. Даже в бедной живностью пустыне достаточно высок шанс нарваться на укус змеи или скорпиона. В теплом и влажном климате ядовитые животные встречаются не только в лесах и полях: ядовитые пауки могут поселяться в жилых постройках, а ядовитые змеи - заползать в жилища ночью в поисках грызунов.
Те же закономерности сохраняются и на морских просторах, в том числе и потому, что фауна теплых морей существенно разнообразнее: например, в водах Малайского архипелага в шестнадцать раз больше видов животных, чем в Баренцевом море. При этом излюбленные ареалы у купальщиков-ныряльщиков и опасных обитателей моря - одни и те же: прибрежное мелководье и коралловые рифы.
Ядовитое лечение
Существует два основных направления в лечении пострадавших: скорейшая само- и взаимопомощь, предотвращающая распространение яда по организму, и специфическая терапия, обезвреживающая яд.
Зоотоксины, как мы уже разобрались, очень быстро попадают в кровоток. Поэтому надо постараться отсосать яд из ранки в первые же секунды после укуса. Два ключевых момента: во рту человека, оказывающего помощь, не должно быть свежих ран слизистой, кариеса, язвочек - иначе есть шанс, что появится второй пострадавший; отсасывание имеет смысл только в течение первых пяти минут после укуса змеи и пятнадцати - после укуса паука (различия объясняются глубиной укуса).
Нельзя надрезать место укуса (толку от этого никакого, только дополнительная травма) и перетягивать укушенную конечность жгутом: этим вы только навредите. Прижигать ранку тоже ничем не надо - ну если только вам нравится мучить людей и приятен запах паленой плоти. Народное «средство от всех болезней» - алкоголь - только усилит действие нейротоксичных компонентов змеиного яда. Можно, если поблизости есть аллергик, дать укушенному любых антигистаминных таблеток.
Укушенную конечность необходимо обездвижить, по возможности приложить лед к месту укуса, а пострадавшего - как можно быстрее в горизонтальном положении доставить в лечебное учреждение, где ему введут антитоксическую сыворотку.
Идея сыворотки достаточно проста: зоотоксины являются чужеродными белками - антигенами. Значит, на них можно натравить специальным образом натренированные белки-антитела.
Первую противозмеиную сыворотку разработал в 1895 году известный французский микробиолог Альбер Кальмет, ученый из института Пастера. Технология за прошедшие сто с лишним лет почти не изменилась. Животному, чаще всего лошади, вводят мизерное количество яда, затем постепенно увеличивают дозу до тех пор, пока в крови подопытного животного не образуется достаточное количество антител. Затем кровь очищают от клеток, чтобы осталась только ее жидкая фракция - плазма - с антителами.
В идеале для каждого яда нужна своя сыворотка. Например, при укусе каракурта лучше всего подойдет сыворотка «Антикаракурт», а при укусе гюрзы - сыворотка «Антигюрза». Но и поливалентные сыворотки, содержащие антитела против ядов нескольких животных, способны спасти жизнь человеку.
В медицине существует золотое правило: лучшее лечение - это профилактика. Ядовитые животные не нападают на людей - они защищаются как могут, когда человек подходит к ним вплотную, берет в руки, причиняет боль или, не потыкав палкой в обсыпанный ягодами куст, лезет в место, где гадюка просто отдыхает или, хуже того, охраняет кладку яиц. Особенно опасны в этом смысле морские обитатели, ведь их поведение и повадки человек обычно знает плохо, мировой океан изучен куда хуже суши. Кроме того, многие рыбы и морские змеи не испытывают страха перед человеком, а он расценивает это как дружелюбность или приглашение поиграть.
Автор статьи - врач-токсиколог, ведущий блога «Смотровая военврача« (uncle-doc.livejournal.com)
Видео к статье: ссылка
Сентябрь 2009
Автор: Алексей Водовозов
|
|
|
|
|
|
|
Ядовитая биохимия
Зоотоксины - удивительное изобретение природы. Во-первых, они уникальны для каждого отдельного вида, во-вторых, они многокомпонентны (и, соответственно, нарушают сразу несколько функций организма противника), в-третьих, они часто содержат фракции, избирательно влияющие на разные жертвы.
Например, скорпионы вырабатывают яд «два в одном» - инсектотоксин для беспозвоночных и нейротоксин для более высокоорганизованных животных.
Яды небелковой природы
Относятся к самым разным группам химических соединений. Среди них встречаются и относительно низкотоксичные - например, муравьиная кислота, - и очень опасные, такие как палитоксин, занимающий второе место в «ядовитом рейтинге».
Белковые зоотоксины
содержат целый ряд ферментов, запускающих каскад реакций, которые разрушают ткани укушенной жертвы. Впрыскивая в свою жертву яд, пауки и змеи фактически включают внешнее пищеварение.
Так, фосфолипаза А2, упрощенно говоря, разлагает фосфолипиды - важные компоненты клеточных мембран, разрушая клетки крови и тканей в месте укуса. Альфа-аминооксидаза превращает аминокислоты в кетоны, которые активируют собственный фермент жертвы - тканевую пептидазу, усиливающую распад тканей за счет разложения белков (пептидов). Гиалуронидаза разрыхляет соединительные ткани, помогая другим компонентам яда распространяться от места укуса по всему организму жертвы. Многие компоненты ядов работают как антикоагулянты, разжижая кровь, что тоже способствует быстрому распространению повреждающих агентов.
|
|
|
|
|
|
Ядовитая биохимия. Часть II
Яд вооруженных активно ядовитых животных (змей, пауков, скорпионов, некоторых видов медуз) обычно содержит одну или несколько основных белковых фракций, целый ряд минорных «приправ», а также массу другой органики и неорганики. Поэтому токсикологи, как правило, изучают действие как цельного яда, так и отдельных входящих в его состав компонентов.
Белковые яды
Сложный состав и быстрая био-трансформация зоотоксина значительно затрудняют не только их количественное, но и даже качественное определение в биосредах организма (таких как кровь, моча, слюна). Поэтому до сих пор не существует диагностических тестов, позволяющих с достаточной точностью определить, кто именно укусил пострадавшего. Медикам до сих пор приходится ориентироваться исключительно на слова свидетелей происшествия и в меньшей степени – на клинические проявления.
Еще одна примечательная особенность: яды, выделяемые через рот животного, обычно служат для нападения, вызывают боль и обладают высокой токсичностью.
Яды, выделяемые другими частями тела животного cлужат чаще для защиты его самого и обладают меньшей активностью. Впрочем, и из этого правила есть исключения – тот же скорпион во время охоты вводит в жертву яд при помощи хвостового жала.
Почему яд змей безопасен для них самих и для их сородичей – понятно: особи, способные умереть от царапины в драке с соседом, не прошли сито естественного отбора. Но только в 1970-х годах в крови кобр были обнаружены антидоты к основным компонентам их яда. А в 2004 году американский герпетолог Золтан Такаш обнаружил на постсинаптической (приемной) мембране нервных клеток египет-ской кобры (Naja haje) полисахарид, нейтрализующий основной нейротоксический компонент яда. Дальнейшее изучение системы самозащиты кобр и других ядовитых змей поможет медикам найти эффективные антидоты.
|
|
|
|
 |
Компьютерная модель воздействия яда кобры показывает, как структуры токсина (пять внешних элементов) блокируют рецептор ацетилхолина (центральная кольцевая структура), вызывая паралич
|
|
|
Ядовитые хроники
В одном из наиболее древних литературных медицинских источников – Эберском папирусе (1500 год до н.э.) – содержится информация о ядовитых растениях, многие из которых позже стали использоваться человеком как лекарственные средства или как источники боевых ядов.
Сведения о ядах и противоядиях содержатся в древнеиндийских трактатах («Аюрведа», 900-е годы до н.э.) и работах Гиппократа (400-е годы до н.э.), в сочинениях Аристотеля (384–322 годы до н.э.), Никандра из Цолофона (150 год до н.э.), Галена (130–200) и Абу Али Хусейна ибн Абдаллаха ибн Сины (980–1037). Одним из самых выдающихся последователей Галена и Авиценны в эпоху Возрождения стал Филип Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенхайм, более известный как Парацельс (1493–1541). Именно он заложил основы современной токсикологии. Ему принадлежат слова, которые можно назвать основным законом науки о ядах: «Все есть яд и ничто не лишено ядовитости. Яд от лекарства отличается дозой».
|
|
Зарегистрируйтесь сейчас и получите 100 баллов себе на счет!
А разместив ссылку на этот материал Вы получите дополнительные баллы за каждый переход по ней.
Подробнее об условиях акции читайте в правилах.
|
|
| ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ |
СВЕТ ИЗДАЛЕКА
Разгорячившийся Нептун
Впервые астрономам удалось получить свет от далекой планеты из класса сверхземель и мыслен...
18/05/12  7
|
|
ТЕЛЕ-
-портация
Проведена квантовая телепортация на расстояние почти в 100 км.
17/05/12 31
|
|
РЕДКИЕ ГЕНЫ
Экзотика в хромосомах
Бешеные темпы, которыми растет население Земли, приводят к накоплению в геноме прежде редк...
17/05/12 50
|
|
НЕДОПЛАНЕТА
История одного астероида
Первый анализ состава гигантского астероида Веста показал, что это – останки недоразвитой ...
17/05/12 7
|
|
|
ReadMe
|
|
|
|
МАГАЗИН ПМ
4
