|
|
 |
|
Химия на змийските отрови |
|
|
10 декември 2007 |
Черна мамба - D. polyepis DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey DatsoЗмиите се причисляват към най-известните „отровни животни” в целия свят. Въпреки че съвсем не всички змии са отровни, във всички семейства на подразред Змии (Serpentes) има отровни представители. Някои от тях притежават най-силните отрови в животинския свят, при други съставни части от отровата се използват във фармацевтичната промишленост за приготвяне на медикаменти. Но какво е биологичното действое на змийските отрови? Това като цяло е една много комплексна тема; в тази статия са разгледани няколко химични аспекта.
1. Уязвимо място и начин на действие на змийските отрови
За разлика от растенията и животните от другите видове, които имат отрова предимно за защита от врагове – за които са достатъчни сравнително „прости” органични молекули (мравчена киселина, алкалоиди) с неспецифично вредно действие, отровните змии използват отровите си като основно оръжие при ловуване. Целта е възможно най-бързо и пълно парализиране на плячката (за разлика от други видове змии, напр. да я удушат и т.н.) За да се постигне такова ефективно целенасочено въздействие върху оргaнизма, активното вещество трябва да бъде в голяма степен концентрирано и да попадне в точно определени места в тялото. Представените по-долу възможности за атакуване са сред най-често срещаните.
а)Химични синапси
Фиг.2 DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso
Индонезийска плюеща кобра DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso
Всички мускули, управлявани от нервни импулси, имат контактно място (синапса) между нерва и мускулатурата. Докато предаването на „командите” в нерва се осъществява чрез електрически импулси, в тази разпределителна станция органичните молекули играят ролята на преносители, които могат да бъдат освободени от нервната клетка и да предизвикат реакция при поемането им. Такива вещества се наричат невротрансмитери. (Някои примери са посочени във Фиг. 2) Така тези субстанции се отделят от вътрешността на нервната клетка, преминават през пространството между клетките (синаптична цепнатина) и попадат върху рецепторите на мускулната клетка, където предизвикват дразнение, водещо до свиване на мускулите. В синаптичната цепнатина има и ензими, които разлагат молекулите на трансмитера и така се прекратява непрекъснатото дразнение на мускулната клетка. Деактивираните разпадни продукти отново се поемат от нервната клетка.
Типичен за такива синапси невротрансмитер е ацетилхолинът. (сравни Фиг.2). Става въпрос за естер (естер-холин на оцетната киселина), кондензационен продукт от киселина и алкохол. А молекулата пък може да бъде разложена при взаимодействие с вода (хидролиза). За това е необходим катализатор, напр. Н+, в случай че с помощта на ензимите невротрансмитерът предизвика хидролиза (тук напр. ацетилхолинестераза). Реакцията изглежда по този начин:
Фиг.3 DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso
Моноклиева кобра DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso Схематичното протичане на предаването на сигнала и деактивирането на ацетилхолина е представено във Фиг. 3. Сега токсичните вещества могат да попаднат в синаптичната цепнатина (без да проникнат в някоя клетка) и там да действат на различни места по механизма (сравни и Фиг. 3).
(1) Когато нервната клетка не може да отделя ацетилхолин, на мускула повече не може да се предаде дразнение. Отрови, които с това си действие се прикрепват към мембраната на клетката, се натичат бета-невротоксини. Те въздействат парализиращо. Примери: амодитоксин при пепелянката (Vipera ammodytes).
(2) Обратно, когато бъде предизвикано отделяне на трансмитера, мускулната клетка е подложена на продължително дразнение и се свива. Такива отрови (дендротоксин) причиняват гърчове. Те могат да бъдат открити напр. в отровата на мамбата (Dendroaspis, сравни Фиг. 4).
(3) И мембраната на мускулната клетка с рецепторите може да бъде слабо място. Алфа-невротоксините се захващат за рецептора на ацетилхолина, блокират го и по този начин прекратяват предаването на дразнението. Примери за това са отровите на различните видове крайтове и кобратоксинът (сравни Фиг. 1).
(4) В крайна сметка има и активни вещества, които възпрепятстват разграждането на ацетилхолина. Това води до удължено и повишено дразнение на мускулната клетка. Но за това са „отговорни” не комплексните ензими, а по-малките молекули, които се конкурират с ацетилхолина и превземат молекулите на естеразата (т. нар. инхибитори).
Фиг.4 DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso
Кайсака - Либерия DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey DatsoЗа всички споменати активни вещества (освен тези в т. 4) става въпрос само за ензими и други полипептиди. Молекулният им състав е изключително сложен. Фиг. 5 представя малък разрез от такава биомолекула, за да бъдат разяснени принципът на изграждане и размерът.
Субстанциите, които могат да въздействат по толкова специфичен начин на химическите синапси, представляват интерес и за медицинските изследвания. С маркираните като радиоактивни алфа-невтротоксини може да се даде обяснение за наличието и разпределението на рецепторите в тъканна проба. За тази цел се изолира т. нар. бунгаротоксин от отглеждани за тази цел животни.
Фиг.5 DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso Обяснение към фиг. 5: Ензимите представляват линейно подреждане на аминокиселини. Началото на веригата на такова ензимно токсично вещество е изобразено като част от формула. Посочени са и кратките наименования на отделните аминокиселини, добре се вижда и принципът на изграждане. Но що се отнася до сложността (а с това и точно определеното биологично въздействие), показва схемата на цялата молекула. Представените в разреза аминокиселини са маркирани в светло, целият ензим се състои от 72 такива единици. При това формата не е произволна (в действителност е триизмерна!), а е точно определена от вътрешните взаимодействия. Тези мостовидни съединения са представени в схемата.
б) Мускулна дегенерация
Дървесна отровница DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso
Фиг.6 DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso Освен намесата в процеса на предаване на сигнала, което води до парализиране на мускулите или до тяхното продължително свиване (спазми), има още един ефективен начин да се увреди сериозно организмът на плячката: директно свиване на самите мускулни клетки.
Обвивките на всички клетки, както и клетъчната мембрана, са изградени от фосфолипиди. При това става въпрос за определена форма на свързване от фосфатната група с променлив остатък и глицериново основно тяло, което е свързано с две молекули на мастни киселини. Фиг. 6 показва пример за фосфолипид. Тези молекули с полярна група („глава”) и дългите неполярни вериги на мастни киселини („опашка”) образуват долен слой около цялата клетка.
При фосфолипидите отделните групи са свързани с подобни на естерните връзки. В тази си форма те се синтезират и от клетки на нискомолекулни компоненти. По обратния път фосфолипидните молекули могат да се разградят с помощта на ензими и Н2О. Според това какви и колко естерни съединения се хидролизират, продуктите от реакцията са елементи, а в крайни случаи и всички отделни компоненти (вж. схемата от фиг. 6). Участващите в реакцията ензими се наричат фосфолипази. Мембраната на клетката се уврежда силно от една такава разрушителна реакция. Такива отрови също разлагат пряко мускулните клетки и (заедно с някои отрови, които действат по друг механизъм и увреждат мускулите) се обединяват като миотоксини. Тези фосфолипази се съдържат в повечето отрови и допълват токсичното действие на другите съставни части на отровата.
Като специфична форма трябва да бъдат споменати и кардиотоксините; те действат по същия модел, но атакуват селективно само определени клетки, напр. тези на сърдечния мускул, разлагат ги и така водят до спиране на сърцето.
Каскавела DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso в) Други действия на отровите
Пепелянка DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso
По правило освен парализиращото и увреждащо мускулите действие, при ухапване от змия се появяват най-различни симптоми:
Кръвосъсирването може да бъде нарушено или напълно възпрепятствано, да се появят тромбози; когато кръвоносните съдове бъдат увредени от миотоксините се появяват отоци и вътрешни кръвоизливи, кръвообращението може да бъде сериозно нарушено. Всички тези последствия с отговорни също сложни ензимни механизми както в гореописаните въздействия. Към всичко това се прибавят и вторични въздействия, в най-широк смисъл последици от реакцията на тялото от причинените увреждания като напр. анемия или претоварване на бъбреците, треска, прилошаване.
2. Опасност на отровните змии
При разглеждане на отровните змии не бива да се пренебрегва един факт: плячките на отровните змии са по принцип малки животни, жаби, птици, малки бозайници, други змии и т.н. Механизмът на ухапване също играе важна роля; за опасното действие е решаваща не толкова токсичността на отровата, колкото ефективността на отровните зъби и впръскването й на точно определени места.
Габонска усойница DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey Datso
Гюрза DatsoPic 1.2 © 2007 by Andrey DatsoЗатова далеч не всички видове са еднакво опасни за човека. Определени отрови в най-лошия случай са с няколдневно въздействие. Но в някои случаи остават и трайни увреждания. За много видове змии вече има антисеруми,които приети навреме могат да предотвратят последиците от едно ухапване. (Такива серуми се добиват от произвеждани от организма съпротивителни вещества,напр. oт ухапани коне.) Все пак все още има многобройни жертви от ухапвания от змии, напр. около 12000 смърт- ни случая за година в Индия. Но трябва да се вземе предвид, че там поради ниската хигиена в градовете има много плъхове, следователно и змии като техни ловци, а същевременно и оптималното медицинско обслужване не е гарантирано. В САЩ пък (въпреки че се срещат приблизително същите видове отровни змии) броят на смъртните случаи е минимален.
В Германия се срещат само два вида отровни змии: известната усойница (Vipera berus) и нейната по-малко популярна сродница аспидата (Vipera aspis). Според експерти ухапване от усойница може да е опасно за живота само на малки деца. По принцип в Средна Европа няма истинска опасност от змии, тъй като са много плашливи и чувствителни и освен ако не са пряко зплашени от настъпване, раздразване и т.н., реагират по принцип с бягство.
Преводач: Румяна Ангелова -
Този е-мейл адрес е защитен от спам ботове, трябва ДжаваСкрипт поддръжка за да го видите
Коментари () |
|
|
|
 |
|
Статии: 3818
Коментари към статиите: 4214
Снимки: 2072
Коментари към снимки: 471
Обяви: 27
Връзки: 289
| Фирми: 347
Коментари към фирми: 96
Теми във форума: 3863
Мнения във форума: 70740
Потребители във форума: 2477
Продукти в магазина: 2831
|
|
|
|
