ЯДЫ ЖИВОТНЫХ
, токсичные в-ва
белковой и небелковой природы. Первые (олиго- и полипептиды, ферменты)
встречаются у большинства "вооруженных" активно-ядовитых животных (змей,
пауков, скорпионов и др.); они действуют в осн. при парентеральном введении
и в сочетании с др. компонентами яда. Животные, обладающие "невооруженным"
ядовитым аппаратом (амфибии, муравьи, жуки и др.), пассивно-ядовитые (напр.,
нек-рые рыбы, полипы) и простейшие (см. Яды простейших
)часто вырабатывают
сильные яды небелковой природы (в отдельных случаях возможна аккумуляция
яда из др. источника).
Считают, что на начальном этапе эволюции
животных возникли виды с чертами примитивной ядовитости, способные аккумулировать
ядовитые метаболиты в тканях и органах. В последующем нек-рые из них приобрели
способность вырабатывать яд в спец. органах. Вероятно, вначале это происходило
в результате усиления защитной ф-ции наружного слоя тела (иглокожие, кишечнополостные,
черви), затем - путем образования специализир. органов на базе желез внеш.
и внутр. секреции. Так, ядовитый аппарат перепончатокрылых связан с половой
системой, у змей и моллюсков -с пищеварительной.
Яды белковой природы.
Обычно нативные
яды, содержащие в качестве активного начала в-ва белковой природы, включают
также минорные белковые компоненты и ряд орг. и неорг. в-в, определяющих
в совокупности физиол. активность и характер токсич. действия. По этой
причине яды белковой природы принято классифицировать по видам животных,
вырабатывающих яд и характеризовать как целый яд, так и его наиб. значимые
компоненты.
Яды змей- прозрачные или мутные жидкости
без запаха и вкуса; раств. в Н2О; легко кристаллизуются при
высушивании; в сухом виде сохраняют активность до 20 лет. Содержат комплекс
активных в-в: ферменты [во всех ядах найдены: гиалуронидаза, фосфолипаза
А, нуклеотидаза, фосфодиэстераза, дезоксирибонуклеаза, рибонуклеаза, аденозинтрифосфатаза,
нуклеотид-пирофосфатаза, оксидаза L-аминокислот (за исключением морских
змей) и экзопептидаза], полипептиды (нейро- и гемотоксины), белки со специфич.
св-вами (фактор роста нервных клеток, антикомплементарный фактор и др.),
неорг. компоненты. По характеру действия на теплокровных подразделяются
на две основные группы: нейротоксичные (действуют на нервную систему; яды
аспидов и морских змей) и гемотоксичные (действуют на кровь; большинство
ядов гадюк и гремучих змей). Токсичность изменяется в широких пределах
у разл. видов, а также внутри вида в зависимости от места обитания, пола,
возраста и времени года. ЛД50 наиб. сильных нативных ядов (мг/кг,
мыши): 0,01 [внутривенно (в/в)] - морская змея Enhydrina schistosa; 0,04
[внутримышечно (в/м)] - тигровая змея (Notechis scutatus); 0,08-0,09 (в/м)
- гремучник Crotalus dirissus terrificus, гадюка Vipera russeli и крайт
Bungarus caeruleus; 0,1-0,2 [в/м, внутрибрюшинно (в/бр)] - морские змеи
рода Hydrophis и земляные гадюки (Atractaspis); 0,2-0,7 (в/м) - кобры,
многие гремучие змеи и др. Считают, что ежегодно ок. 1 млн. человек подвергаются
укусам ядовитых змей (из них 24% - тяжелые поражения, 2-3% - смертельные).
Частота смертельных исходов в зависимости от вида приведена в табл. 1.
Табл. 1.- ЧАСТОТА СМЕРТЕЛЬНЫХ ИСХОДОВ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА ЗМЕЙ, КОЛИЧЕСТВА ВВОДИМОГО ЯДА И ВЕЛИЧИНЫ ЛД100
ЯДА
Виц
|
Вводимое кол-во
яда, мг
|
ЛД100,
мг/кг для человека
|
% смертельных
случаев
|
Черная мамба
Dendroaspis polylepis
|
-1000
|
-1,6
|
100
|
Кобра Naja naja
|
-200
|
-0,2
|
32
|
Песчаная эфа
Echis carinatus
|
10-12
|
-0,06
|
20
|
Морские змеи
|
10-50
|
0,04-0,1
|
-17
|
Токсичное начало ядов аспидов (кобр, бунгарусов,
мамб и др.) и морских змей- нейротоксины. Они делятся на постсинаптические
(яды кобр, бунгарусов, мамб и нек-рых австралийских змей) и пресинаптические
(яды австралийских и азиатских змей). По структуре молекулы постсинаптич.
токсинов подразделяются на "короткие" (60-62 аминокислотных остатков, 4
дисульфидные связи; мол. м. ~7000) и "длинные" (71-74 аминокислотных остатков,
5 дисульфидных связей; мол. м. -8000), различающиеся по характеру блокирования
холинорецепторов и др. св-вам. Как правило, короткие нейротоксины быстрее
связываются с рецепторами скелетных мышц, однако длинные связываются более
прочно. Характерна также видовая чувствительность к действию постсинаптич.
нейротоксинов.
Пресинаптич. нейротоксины менее однородны
по строению, отличаются меньшей избирательностью действия (нек-рые активны
и на постсинаптич. уровне). Ряд пресинаптич. токсинов (тайпоксин, нотексин,-бунгаротоксин)
обладает фосфолипазной активностью и вызывает характерное изменение в высвобождении
медиаторов проведения нервного импульса (ослабление секреции, усиление
и, наконец, полное ее угнетение в результате повреждения везикул). Ряд
токсинов с фосфолипазной активностью обладает также миотоксич. действием
(напр., тайпоксин и нотексин).
В ядах многих кобр и бунгарусов найдены
также мембраноактивные полипептиды (мол. м. 6-7 тыс.), обладающие широким
спектром активности: гемолитической, кардиотоксической и цитотоксической.
В основе их действия лежит способность модифицировать поверхностные клеточные
мембраны (при этом возбудимые мембраны деполяризуются).
Важную роль в обеспечении токсич. действия
яда аспидов играют ферменты - гиалуронидаза, ацетилхолинэстераза и фосфолипаза,
а также факторы, оказывающие влияние на свертываемость крови. Так, яды
тигровой змеи, тайпана (Oxyuranus scutellatus), коричневой змеи (Pseudonaja
textilis) обладают сильным коагулирующим действием, а яд кобры замедляет
свертываемость крови.
Наиб. грозный симптом отравления ядами
аспидов -паралич скелетной и дыхат. мускулатуры, приводящий к ослаблению
дыхания (вплоть до полной остановки). При укусах австралийских аспидов
наблюдаются также отеки с послед. дегенерацией мышечных волокон. Действие
яда кобр обусловлено не только токсичными компонентами, но и развитием
процессов аутоинтоксикации вследствие высвобождения гистамина, простагландинов
и др. активных в-в. Эффективное средство лечения - видовая или поливалентная
сыворотка (напр., "Антикобра"). Применяют также искусств. дыхание, антихолинэстеразные
средства, кортикостероиды, налоксон.
При отравлении ядом морских змей наблюдаются
двигат. расстройства, затруднение речи и дыхания, тонич. судороги, изменение
вязкости крови, миоглобинурия. Смерть наступает от паралича дыхат. мускулатуры.
Для лечения используют сыворотки, симптоматич. средства.
Нейротоксины яда гадюк одно- или двухкомпонентны.
Напр., каудоксин из яда африканской гадюки Bitis caudalis представляет
собой полипептид с мол. м. 13 332. Это пресинаптич. токсин, блокирующий
высвобождение ацетилхолина из двигат. нервных окончаний (ЛД50
0,18 мг/кг, мыши, в/м). Выделенный из яда носатой гадюки (Vipera ammodytes)
випоксин (ЛД50 0,4 мг/кг, мыши, в/м) состоит из двух компонентов:
нетоксичного кислого белка и щелочной фосфоли-пазы А2. Из яда
палестинской гадюки (V. palaestinae) также выделен двухкомпонентный токсин,
содержащий белок с фосфолипазной активностью и полипептид (мол. м. 12 тыс.),
вызывающий гемодинамич. расстройства.
Нейротоксины яда гремучих змей имеют обычно
субъединичную природу. Наиб. изучен крототоксин (ЛД50 0,09 мг/кг,
мыши, в/м) из яда змеи Crotalus d. terrificus - комплекс щелочной фосфатазы
(ЛД50 0,54 мг/кг, мыши, в/м; мол. м. 14 350) с кислым белком
кротопатином, не обладающим ни заметной токсичностью, ни ферментативной
активностью. Считают, что кротопатин предотвращает неспеци-фич. сорбцию
фосфолипазы, что благоприятствует ее связыванию с рецепторными пресинаптич.
участками. Помимо крототоксина в яде содержатся еще два токсичных полипептида
- гироксин (мол. м. 33 тыс.) и кротамин (мол. м. 4880). Первый вызывает
поражение вестибулярного аппарата, второй - судороги, обусловленные стойкой
деполяризацией мышечных мембран (кротамин - единств. токсин из ядов змей,
действующий на Na-каналы электровозбудимых мембран).
Аналогичные крототоксину компоненты содержит
мойяветоксин (из яда гремучей змеи Crotalus scutulatus). Как и в случае
крототоксина, субъединицы мойяветоксина рекомбинируют с сохранением исходной
активности и токсичности.
Гемотоксины ядов гадюк и гремучников представлены
двумя группами: сериновыми протеазами и металлопротеазами. Первые - термолабильные
эндопептидазы; по характеру действия близки к тромбиноподобным ферментам
и кининогеназам. Вторые - термолабильные белки, катализирующие гидролиз
казеина, гемоглобина, инсулина и др. Активность металлепротеаз промотируют
двухзарядные ионы (напр., Са2+); они лишены аргининэстеразной
активности и действуют в осн. на связи остатков лейцина и фенилаланина.
Относит. содержание протеаз в ядах сильно варьирует (напр., в яде гадюки
V. berus 75% протеолитич. активности приходится на металлопротеазы и 25%
- на сериновые; обратное соотношение - в яде гюрзы V. lebetina). Протеазы
ядов могут вызывать нарушение свертываемости крови и фибринолиза, приводя
к тромбоэмболиям или геморрагиям. Действуя на разные звенья гемокоагуляц.
каскада (см. Протромбиновый комплекс
), протеазы большинства ядов
оказывают двоякое действие; вначале наблюдается внутрисосудистое свертывание
крови, затем кровь может на длит. период терять способность к свертыванию.
Интоксикация ядами гадюк и гремучников
характеризуется геморрагич. отеком и некрозом тканей в зоне введения яда.
В тяжелых случаях развивается шок, чему способствуют развитие сердечной
недостаточности, уменьшение венозного объема крови, нарушение ф-ций форменных
элементов крови, сгущение крови, тромбоэмболия, дисбаланс электролитов,
разл. нарушения центр. нервной системы и др.
Лечение: введение в кратчайшие сроки сыворотки;
гепаринотерапия, переливание крови, внутривенное введение альбумина и фибриногена,
противошоковые мероприятия.
Яды паукообразных (скорпионы, пауки, клещи)
изучены меньше, чем яды змей. Наиб. токсинологич. значение имеют скорпионы
(свыше 1500 видов), от укусов к-рых ежегодно страдают ок. 150 тыс. человек,
причем число смертельных исходов в нек-рых зонах составляет 11-16%. Наиб.
опасны скорпионы родов Leiurus, Buthus, Androctonus (Африка, Азия), Centruroides
(юг США, Мексика), Tityus (Бразилия). Токсичность яда нек-рых видов скорпионов
представлена в табл. 2.
Табл. 2.-ТОКСИЧНОСТЬ ЯДОВ НЕКОТОРЫХ
ВИДОВ СКОРПИОНОВ
Вид
|
ЛД50,
мг/кг (мыши, подкожно)
|
Tityus scrrulatus
|
1,4
|
Т. bahiensis
|
9,3
|
Leiurus quinquestriatus
|
0,3
|
Androctonus australis*
|
0,5
|
Buthus occitanus
|
7,0
|
Parabuthus spp.
|
35-100
|
Opistophthalmus
spp.
|
600
|
Haddgenes spp.
|
1800
|
*Действующее начало полипептид титьютоксин,
мол. м. 68 тыс., ЛД50 0,009 (мыши, в/м).
Нативные яды скорпионов - бесцв., слабоопалесцирующие
жидкости; выдерживают нагрев до ~ 80 °С; сохраняются длит. время только
в высушенном виде. Р-ция яда кислая; плотн. 1,1 г/см3; раств.
в воде, в физиол. р-ре; не раств. в орг. р-рителях. Разрушается конц. к-тами
и щелочами, а также окислителями. От отдельных особей крупных тропич. видов
получают до 20-40 мг нативного яда. При единичном ужалении обычно выделяется
менее 1 мг яда. Яды содержат полипептиды, ферменты (фосфолипазы А и В,
кислая фосфатаза, фосфодиэстераза, ацетилхолинэстераза, 5-нуклеотидаза,
гиалуронидаза, рибонуклеаза), моно- и полисахариды; в нек-рых ядах найдены
серотонин и гистамин. Уникальное св-во ядов нек-рых видов (напр., семейства
Buthidae и Scorpionidae) - наличие нейротоксинов, избирательно действующих
на млекопитающих, насекомых или ракообразных. Токсины млекопитающих обычно
имеют мол. массу ок. 7 тыс. Их свернутая полипептидная цепь (60-70
аминокислотных остатков) стабилизирована неск. дисульфидными связями (исключение
- токсин скорпиона Scorpio maurus palmatus, состоящий из. 32 аминокислотных
остатков с мол. м. 3478). Нейротоксины скорпионов в неск. раз превосходят
по токсичности нативные яды. Их активность обусловлена модификацией Na-каналов
электровозбудимых мембран.
Симптомы отравления: сильная боль в месте
ужаления, к-рая сменяется онемением, эритема, отек и некротич. изменения;
вначале может наблюдаться возбуждение (у детей -судороги), затем угнетение
рефлексов, расширение зрачков, слезотечение; наблюдаются изменения частоты
пульса, артериального давления и т-ры тела (продолжит. гипотермия указывает
на ухудшение состояния); дыхание прерывистое; возможна рвота. Смерть может
наступить от паралича дыхат. центра.
Лечение: скорейшее введение сыворотки;
комплексное введение адрено- и холиноблокаторов; рекомендуются анальгетики,
СаС12, тепло на область ужаления.
Яды пауков изучены меньше, чем яды скорпионов.
Токсинологич. значение имеют яды птицеядов семейства Aviculariidae и Dipluridae,
аранеоморфных пауков семейства Sicariidae, Theridiidae, Lycosidae, Clubionidae,
Eresidae. Яды обладают нейро- и(или) гемотоксич. активностью. В состав
ядов входят полипептиды, ферменты, во мн. случаях - биогенные амины и др.
активные в-ва. Яды нек-рых видов обладают сравнительно высокой токсичностью
для теплокровных (напр., ЛД50 мг/кг для мышей подкожно или в/м:
каракурт - 0,2; тарантул Lycosa singoriensis - 15; птицеяд Pterinochilus
sp.- 1,5).
Наиб. изучен яд каракурта (род Latrodectus)
- мутная подвижная жидкость; раств. в Н2О; при высыхании образует
кристаллы; выше 60 оС теряет активность. Активное начало -
латроксин - полипептид с мол. массой ок. 130 тыс. (димер), ЛД50
0,04 мг/кг, мыши, в/м; действует на пресинаптич. уровне, вызывая массовый
выброс медиатора из везикул. При этом он, видимо, модифицирует мембраны
и изменяет их проницаемость.
Симптомы отравления: болевой синдром,
нервно-мышечные и вегетативные расстройства. Боли захватывают конечности,
живот, поясницу, грудь. Психомоторное возбуждение сменяется депрессией,
возможно помрачение сознания. Выражены расширение зрачков, потоотделение,
бронхоспазм. Смертельные исходы - 2-4%. Лечение: введение сыворотки, р-ров
солей Са и Mg, симптоматич. средств.
Иным характером токсич. действия ("некротическим
арахоидизмом") и составом обладает яд пауков рода Loxosceles (Сев. Америка).
В яде обнаружены гиалуронидаза, липаза, щелочная фосфатаза, алиэстераза,
протеаза, 5-нуклеотидаза и сфингомиелинидаза Д, а также инсектотоксины.
Присутствие сфингомиелинидазы Д определяет дерматонекротич. действие яда
и промотирует слипание тромбоцитов и распад эритроцитов. Симптомы отравления:
гемолитич. анемия, тромбоцитопения, внутрисосудистое свертывание крови,
гемоглобинурия, почечная недостаточность. Возможен смертельный исход. Лечение:
введение сыворотки, симптоматич. лекарств. терапия.
В яде паука Atrax robustus (Австралия)
содержатся нейротоксин (атраксин, мол. м. ИЗО),аминомасляная
к-та, белок спермин и гиалуронидаза. Токсин и нативный яд обладают прямым
действием наадренорецепторы
и вызывают также высвобождение ацетилхолина из холинергич. нервных окончаний.
Симптомы отравления: местная боль, слюно- и слезотечение, фибриллация мышц,
тахикардия, повышение артериального давления. Лечебные средства: сыворотка,
диазепам, атропин, кортикостероиды.
Токсин (мол. м. ~ 10500; 77 аминокислотных
остатков; ЛД50 0,1 мг/кг, мыши, в/м), обладающий паралитич.
действием, содержится в яде птицеяда (Танзания).
Среди клещей к ядовитым относится неск.
видов родов Ixodes и Ornithodoros. В слюнных железах I. holocyclus (Австралия)
найден паралитич. токсин с мол. м. ~50 тыс., к-рый, как считают, на пресинаптич.
уровне разобщает процесс деполяризации нервных окончаний и механизм секреции
медиатора. Укус клеща приводит к развитию паралича, заканчивающегося часто
смертельным исходом. В качестве лечебного средства используют сыворотку.
Токсины (мол. м. ~10 тыс.) - ингибиторы
протеаз - содержатся в яйцах иксодовых клещей Amblyomma hebraeum, Boophilus
decoloratus, B. microplus и др. При введении этих токсинов эксперим. животным
наблюдаются повышение чувствительности, отсутствие аппетита, конъюнктивиты,
насморк, понос с кровью.
Яды перепончатокрылых (пчелы, осы) - обычно
слабоподвижные, бесцв. или слабоокрашенные жидкости; раств. в Н2О;
при высыхании образуют буроватые пластинки; в твердом состоянии сохраняют
активность неск. лет. Орг. р-рители, соли тяжелых металлов, прямое солнечное
облучение, конц. щелочи и к-ты, окислители инактивируют яды. Нагревание
(~100°С, ~30 мин) частично или полностью инактивирует яды. Нек-рые яды
обладают относительно высокой токсичностью; напр., для мышей ЛД50
мг/кг, в/в, составляют: 0,25 - Pogonomyrmex comanche; 0,45 - P. badius
и P. rugosus; 2,5 - шершень Vespa orientalis и oca H. joglandis; 3,5 -
обыкновенная пчела Apis mellifera; 7,2 - шмель Bombus impatiens. Хотя кол-во
выделяемого при ужалении яда невелико (напр., у осы H. joglandis ~ 0,013
мм3), даже единичные укусы (особенно шершней и ос тропич. зоны)
могут привести к смертельному исходу, если возникает быстро развивающаяся
аллергич. р-ция.
Картина поражения зависит от вида насекомого,
числа ужалений и др. факторов. Наиб. опасными для человека считаются насекомые,
ведущие обществ. образ жизни. Основные симптомы отравления: боль, отек,
гиперемия (в случае шершней возможны некротич. процессы); возможны аллергич.
р-ции (крапивница, отек гортани). Обычно яды обществ. пчел и ос действуют
также на вегетативную и центр. нервные системы; как следствие наблюдаются
тахикардия, судороги и параличи, боли в области сердца, общая слабость,
обморок. Возможна смерть от паралича дыхания. Лечение -симптоматическое.
Рекомендуют холод на место ужаления. В тяжелых случаях вводят адреналин,
кортикостероиды и антигистаминные средства. В нек-рых странах (напр., США)
проводят профилактич. иммунизацию лиц, склонных к аллергич. р-циям.
Яды обществ. пчел и ос имеют много общих
элементов состава (табл. 3) и характеризуются относительно невысоким содержанием
ферментов, напр. в нативном яде пчел: воды ~ 88%, пептидов ~ 7%, ферментов
1-2%. Характер токсич. действия определяют в осн. полипептиды и биогенные
амины. При поражении ядом шершней характерны геморрагия и гемолиз, что
связывают с неск. иным соотношением компонентов.
Табл. 3.- ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЯДОВ ПЧЕЛ,
ОСИ ШЕРШНЕЙ
Тип компонента
|
Пчелы
|
Осы
|
Шершни
|
Биогенные амины
|
Гистамин (дофамин
и нор адреналин в незначит. кол-ве)
|
Гистамин, серо-тонин
|
Гистамин, адреналин,
нор адреналин, дофамин, серотонин, аце-тилхолин
|
Полипептиды
|
Мелиттин, апамин,
МСД-пептид*, тер-тиапин, секапин (гистаминсодер жа-щие тетра- и пента-пептнды
- минорные компоненты)
|
Кинины, МСД-пептид*,
нейрото-ксины, гемоли-тич. белок полис-тин
|
Кинины, нейро-токсины
|
Ферменты
|
Фоофолипаза А,
гиалуронидаза, кислая фосфатаза
|
Фосфолипаза А,
гиалуронидаза, ДНК-азы
|
Фосфолипазы А
и В, гиалуронидаза, протеазы, ДНК-азы
|
*Вызывает дегрануляцию тучных клеток.
Группа ядов жуков включает самый мощный
зоотоксин - одноцепочечный полипептид диамфотоксин (мол. м. 60 тыс.; ЛД50
0,000025 мг/кг, мыши, в/в), содержащийся в личинках листоедов-диамфидий
(Diamphidia locusta и D. nigro-ornata; распространены в Африке). В концентрации
5 х 10-11 моль/л диамфотоксин вызывает гемолиз отмытых эритроцитов,
что, возможно, обусловлено образованием в мембране каналов для малых ионов
(К+, Na+). При введении животным вызывает внутрисосудистый
гемолиз, сопровождающийся интенсивной гемоглобинурией, развитием нефрита;
гемолитич. анемия приводит к адинамии животных, резкому падению мышечного
тонуса и параличам. Ядовитые св-ва личинок диамфидий давно известны бушменам,
к-рые использовали их для приготовления яда для стрел (одной стрелой можно
убить жирафа массой до 500 кг).
Многие жуки, напр., колорадский (Leptinotarsa
decemlineata), имеют гемолимфу, токсичную для насекомых и млекопитающих.
Так, токсич. доза гемолимфы колорадского жука для мышей ~ 5 мкл. У животных
наблюдаются контрактура мышц в месте инъекции, снижение двигат. активности
и угнетение внеш. дыхания; перед смертью развиваются судороги, вращат.
движение. Активное начало гемолимфы -белок лептинотарзин (мол. м. ~ 50
тыс.), устойчивый к действию протеолитич. ферментов и действующий in vitro
на нервно-мышечные окончания.
Основные активные компоненты ядов кишечнополостных
(медузы, коралловые полипы; табл. 4) - в-ва белковой природы (нейро-, кардио-,
гемо- и цитотоксины, ферменты, гистаминолибераторы, в-ва кининоподобного
действия). Обладая сложным составом, эти нативные яды имеют очень широкий
спектр токсич. действия.
Табл. 4.- ТОКСИЧНОСТЬ БЕЛКОВЫХ КОМПОНЕНТОВ
ЯДОВ КИШЕЧНОПОЛОСТНЫХ И НАТИВНОГО ЯДА ФИЗАЛИИ
Вид животного
|
Компонент или
нативный яд
|
Мол. м. (число
аминокислотных остатков)
|
|
Морская крапива
Chrysaora quinquecirrha
|
Белок
|
~150000
|
0,3
|
Корнеротая медуза
Stomolophus meleagris
|
Белок
|
~300000
|
0,03
|
Медуза Cyanea
capillata
|
Смесь белков
|
~70000
|
0,7
|
Актиния Anemonia
sulcata
|
Нейротоксин AS5
|
4483 (46)
|
0,02
|
Актиния Anthopleura
|
Нейротоксин AX1
|
5138 (49)
|
0,066
|
xanthogrammica
|
Нейротоксин АХ2
|
5725 (51)
|
0,008
|
Мадрепоровые
кораллы Goniopora sp.
|
Белок
|
12000
|
0,3
|
Сифонофора физалия
Physalia physalis
|
Нативный яд
|
—
|
60
|
Яды медуз помимо токсичных белков содержат
также биогенные амины, ферменты, простагландины (напр., морская крапива
Chrysaora quinquecirrha), кининоподобные в-ва, углеводы, гистаминолибераторы.
Минорные компоненты ядов полипов - фосфолипаза A (Aiptasia), ингибиторы
протеаз (A. sulcata), полипептиды с антигистаминной активностью (Tealia
felina), антикоагулянты (Rhodactis howesi). Нек-рые виды кораллов (Gorgonaria,
Zoantharia) содержат в качестве активных компонентов в-ва небелковой природы
(в частности, палитоксин, см. ниже).
Яды кишечнополостных содержатся в стрекательных
клетках (нематоцитах, или киндобластах), что осложняет изучение и характеристику
нативного яда. Обычно их описывают как бесцв. подвижные жидкости, теряющие
активность при натр., обработке орг. р-рителями и окислителями. Нативным
ядам обычно свойственны местное (сильная боль, воспаление, иногда некроз
тканей) и общетоксич. действие (нарушение сердечной деятельности и дыхания,
судороги, кровоизлияния и др.). Лечение обычно симптоматич. В случае "ожогов"
от морских ос используют сыворотку и мазь.
Действующее начало яда брюхоногих моллюсков
рода конус (Conus) - пептиды с нейротропной активностью (табл. 5). Относительно
подробно изучены пептиды (конотоксины) яда С. geographus. Они содержат
13-15 аминокислотных остатков с двумя дисульфидными связями, мол. м. 1500-2000.
Конотоксины по характеру действия подобны постсинаптич. токсинам змей,
но почти на порядок превосходят их по токсичности. В токсич. дозах вызывают
у мышей вялый паралич и смерть от остановки дыхания.
Табл. 5.- ТОКСИЧНОСТЬ НАТИВНЫХ ЯДОВ
КОНУСОВ И ИХ ТОКСИНОВ
Продуцент
|
Нативный яд или
белок
|
ЛД50,
мг/кг (мыши, в/в)
|
С. geographus
|
Натавный яд
|
0,25-2,5*
|
То же
|
Конотоксин I
(мол. м. 2000)
|
0,01
|
С. stria tus
|
Нативный яд
|
2,3
|
С. californicus
|
Экстракт ядовитого
протока**
|
2,4
|
То же
|
Белок
|
0,5
|
*Зависит от способа выделения яда. **В
состав входит минорный компонент (видимо алкалоид) с холиномиметич. активностью.
У человека уколы конусов вызывают сильную
боль; в дальнейшем наблюдаются онемение мышц рта и конечностей, расстройства
зрения и слуха, слюно- и слезотечение, паралич дыхания; возможен смертельный
исход. Лечение - симптоматическое.
Яды бесхвостых амфибий (Anura) изучены
лучше, чем яды конусов. Помимо белков с гемолитич. активностью, опиоидных
пептидов, бради- и тахикининов кожные секреты амфибий содержат нейротоксичные
алкалоиды и кардиотоксичные стероиды (см. ниже).
В группе активных пептидов особый интерес
представляют тахикинины (содержатся в ядах свистунов из рода Physalaemus,
австралийских жаб из рода Uperoleia, квакш из рода Hyla, жерлянок из рода
Bombina и др.), к-рые подобно брадикининам (см. Кинины
)вызывают
расширение кровеносных сосудов и падение артериального давления, но в отличие
от последних приводят также к быстрому сокращению внесосудистой мускулатуры.
Из кожи Phyllomedusa sauvagei выделен
новый класс сильных опиоидных пептидов -дерморфинов. Анальгетич. активность
дерморфина Туr — D-Ala — Phe — Gly — Туr — Pro — — Ser — NH2
в 11 раз выше, чем у морфина. Дерморфин -уникальный пример включения D-аминокислоты
(D-аланина) в природную пептидную цепь.
Яды активно- и пассивно-ядовитых рыб и
их активные белковые компоненты обладают относительно невысокой токсичностью
для теплокровных. Напр., ЛД50 (мг/кг, мыши, в/в) нативных ядов:
крылатка Pterois volitans -1,1; скорпена Scorpaena guttata, морские дракончики
(Trachinidae), скат-хвостокол Urolophus halleri - 30; токсичных белков:
крылатка (фракция с мол. м. 50-800 тыс.) - 0,9; бородавчатковые Synanceiidae
(фракция с мол. м. 150 тыс.) ~ 0,2. Тем не менее яды активно-ядовитых рыб
имеют токсинологич. значение, т. к. поражения ими купающихся и ныряльщиков
достаточно часты (у побережья США за год до 750 случаев поражений скатом-хвостоколом).
Помимо токсичных белков в состав ядов обычно входят биогенные амины и ферменты
(напр., холинэстераза - у дракончика, гиалуронидаза - у бородавчатковых,
5-нуклеотидаза и фосфодиэстераза - у ската U. halleri).
Симптомы поражения при уколах активно-ядовитых
рыб: сильная местная боль; в нек-рых случаях (напр., при уколах бородавчатковых
и крылаток) - отек и некроз; часто наблюдаются затруднение дыхания, судороги
или параличи, кома. При поражении ядом бородавчатковых, скатов, скорпеновых
возможен смертельный исход. Лечение - симптоматическое; для частичного
снятия боли рекомендуют горячую ванну.
Токсичные белки содержатся также в ядах
невооруженных червей немертин (напр., слизистый секрет Cerebratulus lacteus
содержит нейро- и цитотоксины), головоногих моллюсков (осьминоги Eledone
moschata и Е. aldrovandi продуцируют нейротоксин эледозин - ундекапептид,
С-концевая последовательность к-рого имеет сходство с в-вом Р-медиатором
болевой импульсации в спинном мозге), чешуекрылых [напр., пептид кайин
(мол. м. 1000) бабочки медведицы токсичен для насекомых и теплокровных],
полихет и нек-рых др. видов животных, не имеющих существ. токсинологич.
значения.
Яды небелковой природы
формально
делятся на 2 группы: 1) физиологически активные, но относительно низкотоксичные
в-ва - минорные компоненты ядов белковой природы и основные составляющие
многокомпонентных ядов небелковой природы; 2) высокотоксичные в-ва, определяющие
токсичность и характер физиол. действия нативного яда (их принято наз.
"токсины").
Табл. 6.- НЕКОТОРЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НЕБЕЛКОВОЙ
ПРИРОДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ЯДОВ ЖИВОТНЫХ
В-во или класс
соединений
|
Животное
|
Биогенные амины
|
Муравьи, бабочки-пестрянки,
амфибии, скорпионы, пауки, пчелы, кишечнополостные и др.
|
Серная к-та H2SO4
|
Моллюски
|
Синильная к-та
HCN
|
Бабочки-пестрянки,
многоножки Apheloria
|
Карбоновые к-ты
RCOOH (R = Н, орг. радикал C1-C4)
|
Муравьи
|
Сложные
эфиры
|
Моллюски (Murex
brandaris, M. fulvescens и др.), каменные окуни
|
Аммониевые соли
[RN(CHV)3]+C1-[R = CH3S(CH2)3,
(CH3)2S+CH2)3, Аr(СН2)2
и др.]
|
Моллюски семейства
Turbinidae, амфибии
|
Аминомасляная к-та H 2NCH 2CH 2CH 2COOH
|
Пауки Atrax robustus
|
Гидрохиноны,
хиноны, фенолы, камфоро-подобные в-ва, хиназолиноны
|
Жуки-бомбардиры,
многоножки
|
Сапонины
|
Морские звезды,
голотурии
|
Нейротоксич.
алкалоиды, кардиотоксич. стероиды
|
Амфибии
|
Конденсир. азотсодержащие
гетероциклы
|
Вооруженные немертины
|
Монотерпены,
диалкилпиридины, производные пиразина, индолы
|
Муравьи (Myrmica
natalensis, Sole-nopsis richeri, Pheidole pallox)
|
Фурановые, гидрохиноновые
и изонит-рильные сесквитерпеноиды
|
Губки, моллюски
|
Ароматич. бромиды
|
Губки
|
Полиолы, включающие
тетрагидропира-новые и фурановые циклы
|
Коралловые полипы
|
Многие соед. первой группы (ацетилхолин,
гистамин, катехоламины, производные индола и др.; табл. 6) встречаются
как в организме продуцента яда, так и реципиента. Токсич. эффект этих соед.
обусловлен избыточностью их концентраций после попадания в организм реципиента
и наложением эффектов поражения разл. биомишеней. Соед. второй группы обычно
относятся к ксенобиотикам, т. е. чужеродным для реципиента в-вам. Наиб.
активные представители рассмотрены ниже.
Палитоксин (ф-ла I) содержится в шестилучевых
кораллах зоонтариях (Polythoa toxica, P. tuberculosa, P. caribacorum и
др.); возможно, продуцируется вирусом, находящимся в симбиозе с зоонтариями.
Аборигены острова Таити и Гавайских островов издавна использовали зоонтарии
(наиб. токсичны женские особи со зрелыми яйцами в мае - сентябре) для приготовления
отравленного оружия. Аморфное гигроскопичное бесцв. в-во; ограниченно раств.
в ДМСО, пиридине и воде, плохо - в спиртах; не раств. в ацетоне, эфире
и СНС13; разлагается при ~ 300 °С; теряет активность в сильно
кислых и щелочных средах. Высокотоксичен для теплокровных: морские свинки,
крысы, обезьяны - ЛД50 (0,8-1,1) х 10-4 мг/кг, в/в;
кролики - 0,2 х 10-4 мг/кг, в/в; для человека, видимо, смертельны
дозы (0,1-0,2) х 10-4 мг/кг, в/в. Обладает кардиотоксич. действием.
Гибель животных наблюдается через 5-30 мин в результате сужения коронарных
сосудов и остановки дыхания. Вероятно, механизм действия обусловлен его
прочным связыванием с Nа,К-АТФ-азами клеток нервной ткани, сердца, эритроцитов.
Образующиеся в местах связывания в цитоплазматич. мембранах поры приводят
к потере клетками ионов К+ и Са2+ и их гибели. Симптомы
поражения частично снимаются введением животным папаверина, аденозина и
кортикостероидов (все вызывают накопление в клетках цикло-АМФ).
Батрахотоксин (II) содержится в кожных
железах бесхвостых земноводных-древолазов из рода Phyllobates. Кристаллы,
раств. в полярных орг. р-рителях; разлагается в сильнощелочных средах.
ЛД50 0,002 мг/кг, мыши, подкожно (летальный исход через 8 мин).
Обладает сильным кардиотоксич. действием, вызывая экстрасистолии и фибрилляцию
желудочков сердца; свойственно также паралитич. действие на дыхат. мускулатуру,
сердечную мышцу и мышцы конечностей. Стойко и необратимо повышает проницаемость
покоящейся мембраны для ионов Na+, блокирует аксональный транспорт.
Антидоты не найдены; сильный антагонист -тетродотоксин.
Тетродотоксин (III) содержится в коже и
яйцах жаб из рода Atelopus, яйцах калифорнийского тритона (Taricha torosa),
слюнных железах осьминога (Hapalochlaena maculosa), моллюсках (Charonia
saulinae и Babylonia japonica), яичниках и печени рыб-иглобрюхов (Fugu
ocellatus obscurum, F. niphobles и др.). Бесцв. кристаллы, т. пл. 225 °С
(с разл.); плохо раств. в воде, лучше - в подкисленных р-рах. ЛД50
0,008 мг/кг, мыши, в/бр (примерно в таких же дозах легален для человека).
Обладает мощным нейротоксич. (избирательно блокирует Na-каналы в мембранах
нервных окончаний) и гипотензивным действием. Используется в исследоват.
практике (изучение мембранной проводимости, строения рецепторов и плотности
ионных каналов); в ряде стран на его основе производятся обезболивающие
препараты.
Жабы Atelopus chiriquiensis продуцируют
структурный аналог тетродотоксина - чирикитотоксин (содержит неидентифицир.
радикал с мол. м. ~ 100 вместо группы СН2ОН). Блокирует также
К-каналы возбудимых мембран.
Пумилиотоксины содержатся в кожных железах
бесхвостых земноводных-древолазов Dendrobates pumilio и D. auratus (кожная
слизь использовалась в Панаме как яд для стрел). Выделены и изучены три
токсина [А, В (ф-ла IV) и С]. Обладают относительно невысокой токсичностью
[для мышей ЛД50 мг/кг, подкожно: 2,5(А), 1,5(В), 20(С)]. В токсич.
дозах вызывают нарушения координации движений,
судороги, неполный паралич конечностей. Механизм действия связан с облегчением
перехода Са2+ через мембраны и сопряжением процесса возбуждения
с сокращением мышц и секрецией медиаторов.
Кардиотонич. стероиды ядов жаб присутствуют
в яде в качестве свободных (буфогенинов) и связанных (буфотоксинов) агликонов
(генинов) - производных пергидропента(а)фенантрена. Буфогенины делятся
на буфадиенолиды (С24-стероиды) и карденолиды (С23-стероиды).
Последние по структуре близки агликонам гликозидов сердечных
.
Большинство кардиотонич. стероидов обладает
сравнительно высокой токсичностью, ЛД50 (кошки, в/в) от 0,01
до 0,1 мг/кг.
Характерные особенности действия ядов
жаб: усиление деятельности сердца, стимулирование дыхания, холинергич.
эффекты (напр., при введении буфалина наблюдаются судороги на фоне увеличения
содержания в мозге ацетилхолина). Исследуются также радиозащитное и антибластич.
св-ва ядов жаб.
Буфотоксин (V) содержится в кожном секрете
обычных жаб. Кристаллы горького вкуса, т. разл. 204 С, ограниченно раств.
в полярных р-рителях, воде. Содержит в качестве генина буфадиенолид буфоталин.
В токсич. дозах вызывает у кошек повышение артериального давления, учащение
пульса, судороги, фибрилляцию желудочков сердца. Кардиотонич. действие
м. б. связано с ингибированием активности транспортной АТФ-азы (подобно
действию сердечных гликозидов). Полагают, что помимо прямой защитной ф-ции
вида может играть роль феромона тревоги.
Самандарин (VI) - активное начало кожного
секрета саламандр (минорные компоненты яда - др. стероидные алкалоиды,
серотонин, гемолитич. белки). Кристаллы, раств. в этаноле, подкисленной
Н2О; из р-ров осаждается солями аммония и фосфор но молибденовой
к-той. ЛД50 мг/кг, подкожно: 3,4 - мыши, 1,0 -кролики. В токсич.
дозах вызывает у животных возбуждение, судороги, нарушение сердечной деятельности;
смерть наступает от остановки дыхания.
С. обладает также сильным местноанестезирующим
действием. Полагают, что основные симптомы поражения обусловлены прямым
действием на центр. нервную систему и спинной мозг.
Кантаридин (VII) содержится в жуках-нарывниках
(сем. Melqidae), напр. в шпанской мушке (Lytta vesicatoria). Кристаллы,
т. пл. 218 °С; плохо раств. в воде, хорошо - в жирах и маслах; ЛД50
для кошек и собак 1 мг/кг, в/в; для человека при приеме внутрь смертельная
доза 40-80 мг. Обладает кожно-нарывным и афродизирующим действием (вызывающим
половое возбуждение); при попадании капель гемолимфы жуков-нарывников на
кожу поражаются устья фолликул с образованием крупных волдырей: в случае
поражений обширных участков кожи или попадании ядра per os возможны гломерулонефриты
и циститы; развиваются параличи. Лечение -симптоматическое.
Педерин (VIII) содержится в гемолимфе жуков
стафилинов-синекрылов (Paederus). Подобно кантаридину обладает кожно-нарывным
действием, вызывая папулезный дерматит, с поражением глубоких слоев кожи.
Пищевые отравления П. приводят к развитию энтеритов (часто наблюдаются
у жителей Маршалловых о-вов при употреблении инфицированного синекрылами
пальмового вина; отмечались также в Нижнем Поволжье, Бразилии, Алжире).
Аплизиатоксины содержатся в секреторной
жидкости ядовитых брюхоногих моллюсков - морских зайцев (семейство Aplysiidae).
Наиб. интерес представляют аплизиатоксин (DC; R = Вr) и дебромаплизиатоксин
(IX; R = Н), впервые выделенные в виде смеси соед. (ЛД50 для
мышей 0,3 мг/кг, в/бр). Оба соед.- кристаллы, ограниченно раств. в полярных
орг. р-рителях. Введение животным вызывает нарушение координации движений,
судороги, остановку дыхания. У людей, работавших с экстрактами токсинов,
наблюдались отеки слизистых носа и полости рта, а также образование медленно
заживающих язв на коже.
Табл. 7.- СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТОКСИЧНОСТЬ
НЕКОТОРЫХ ТОКСИНОВ ЖИВОТНЫХ
Токсин
|
Продуцент
|
ЛД50,
мг/кг (мыши*)
|
Диамфотоксин
|
Личинки жука
Diamphidia locusta
|
0,000025 (в/м)
|
Палитоксин
|
Коралловые полипы
Polithoa toxica
|
0,00015 (в/бр)
|
Батрахотоксин
|
Кожный секрет
бесхвостых земноводных рода Phyllobates
|
0,002 (п/к)
|
Тайпоксин (тайпотоксин)
|
Змея-тайпан Oxyuranus
scutellatus
|
0,002 (в/м)
|
Тетродотоксин
|
Рыба-иглобрюх
Fugu, моллюск Baby Ionia japonica, жаба Ate lo-pus varius
|
0,008 (в/бр)
|
Титьютоксин
|
Скорпион Andro
clonus australis
|
0,009 (в/м)
|
Чирикитотоксин
|
Жаба Atelopus
chiriquiensis
|
0,01 (в/м)
|
Конотоксин I
|
Моллюск Conus
geographus
|
0,012 (в/бр)
|
Нейротоксин II
|
Кобра Naja oxiana
|
0,084 (в/бр)
|
Токсин
|
Морской еж Tripneustes
gratilla
|
0,09 (в/в)
|
Латроксин
|
Каракурт (род
Latrodectus)
|
0,045 (в/бр)
|
* В/м - внутримышечно; в/в - внутривенно;
в/бр - внутрибрюшинно; п/к -подкожно.
Сравнение токсичности разл. ядов. Анализ
данных по острой токсичности в-в природного происхождения (см. табл. 7,
а также Токсины
, Яды растений
)позволяет сделать два вывода: 1)
каждой выборке в-в с сопоставимыми значениями мол. масс соответствует нек-рое
предельное значение миним. токсичных доз; 2) для совокупности наиб. токсичных
в-в природного и синтетич. происхождения наблюдается прямая зависимость
токсичности соед. от их мол. масс (рис.).
Применение ядов. Я. ж. используют
в качестве лек. средств (напр., препараты на основе ядов пчел и змей традиционно
применяют как обезболивающие и противовоспалит. средства; на основе ядов
жаб издавна готовят стимуляторы сердечной деятельности, средства для лечения
кровоизлияний и язв), в эксперим. терапии для диагностики и моделирования
нек-рых заболеваний (нервной и сердечно-сосудистой систем, системы крови
и др.), в н.-и. практике при изучении механизмов проведения нервного импульса,
строения мембран клеток, мембранной проницаемости и др. На основе продуцируемого
полихетами нереистотоксина (X), обладающего сильным нейротоксич. действием
по отношению к насекомым, синтезирован и производится в пром. масштабе
инсектицид падан - 1,3-бис-(карбамоилтио)-2-N,N-диметиламинопропан
(CH3)2NCH(CH2SCONH2)2.
Лит.: Орлов Б. Н., Гелашвили Д.
Б., Зоотоксинология, М., 1985; Natural toxins, Proc. 6-th Int. symp. on
animal, plant and microbial toxins (Uppsala, 1979), Oxf., 1980; Habermehi
G., Giftuere und ihre Waffen, Einfuhrung fur Biologen, В.- [а. о.], 1983;
Natural toxins. Animal, plant and microbial, ed. by J. B. Harris, Oxf.,
1986.
Г. И. Дрозд.