ПРЕДИСЛОВИЕ

Среди огромного числа биологически активных веществ природного происхождения одно из центральных мест занимают животные яды, или зоотоксины, — уникальная по химической природе и физиологическому действию группа соединений. С помощью зоотоксинов достигнуты большие успехи в области молекулярной биологии и нейрофизиологии, созданы новые лекарственные и диагностические средства. Нельзя забывать и о высокой токсичности этих соединений и необходимости разработки мер профилактики и лечения отравлений зоотоксинами. Ядовитые животные и их яды находятся сегодня в сфере внимания ученых разных "специальностей: зоологов, физиологов, биохимиков, фармакологов, медиков и др. В то же время учебная литература по зооток- синологии практически отсутствует. Имеющиеся монографии либо устарели, либо носят узко специальный характер и не отвечают требованиям, предъявляемым к учебной литературе. Между тем студентов биологических, ветеринарных и медицинских специальностей, подготавливаемых в системе высшей школы, необходимо вооружить знаниями по современным вопросам зоотоксинологии, которые окажутся полезными как в црактической деятельности, так и при работе в научных учреждениях. Авторы надеются, что настоящее пособие, являющееся первым в отечественной учебной Литературе, в какой-то мере заполнит образовавшийся пробел.

В материалах XXX I съезда КПСС и постановлении партии и правительства «О дальнейшем развитии физико-химической биологии и биотехнологии и использовании их достижений в медицине, сельском хозяйстве и промышленности» от 24 июня 1981 г. подчеркивается важность изучения биологически активных веществ природного происхождения и их использования в народном хозяйстве. Поэтому при подготовке пособия, предпочтение отдавалось наиболее фундаментальным фактам, позволяющим уже сегодня использовать зоотоксины для познания важнейших процессов жизнедеятельности человека, совершенствовать методы профилактики, диагностики и лечения наиболее распространенных заболеваний и разработать на основе зоотоксинов новые и высо- коэффективные лекарственные средства.

' Особое внимание в книге уделяется молекулярным механизмам воздействия зоотоксинов на клеточные мембраны, что позволяет проникнуть в сущность их взаимодействия с биологическими

объектами. Принимая во внимание большое практическое значение ядовитых животных и их важную роль в биоценозах, в пособии поднимается ряд вопросов, связанных с охраной этих организмов. Учитывая, что многие представители животного мира вырабатывают яды, обладающие высокой токсичностью, в книге приведены сведения об основной симптоматике отравлений и мерах оказания первой помощи при поражениях зоотоксинами.

Для облегчения восприятия и изучения материал излагается в последовательности, принятой при чтении общих курсов зоологии. Этой же цели служат рисунки и схемы, иллюстрирующие внешний вид ядовитых животных, строение ядовитых желез и химическую структуру вырабатываемых ими токсинов. Пособие снабжено предметным указателем и указателем латинских названий животных. В библиографии приведены обобщающие работы советских и иностранных ученых, знакомство с которыми может помочь при изучении конкретных глав пособия. Следует помнить, что пособие рассчитано на студентов, уже имеющих подготовку по общим биологическим дисциплинам (зоологии, биохимии, физиологии) в пределах вузовской программы. Учебное пособие не повторяет, а дополняет материал общих курсов, поэтому при работе с пособием полезно обращаться к главам соответствующих учебников. При написании книги мы опирались на опыт, накопленный в Горьковском государственном университете им. Н. И. Лобачевского при чтении общих и специальных курсов, в которых нашел отражение материал настоящего учебного пособия.

Авторы считают своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность доцентам кафедры зоологии Горьковского университета М. А. Кузнецовой и В. А. Ушакову за большую помощь в работе над отдельными главами рукописи, Н. Ф. Васильеву за его труд по подготовке иллюстраций и всем сотрудникам кафедры физиологии и биохимии человека и животных Горьковского университета, а также лаборатории биологически активных веществ "НИИ химии при Горьковском университете за помощь в подготовке рукописи к печати. Написанию книги содействовали сотрудники фундаментальной библиотеки и кинофотолаборатории Горьковского университета, которым авторы также благодарны.

Авторы искренне признательны докторам биологических наук И. А. Вальцевой и И. К. Кадырову за их труд по рецензированию данного учебного пособия и сделанные критические замечания.

Авторы

Яд может быть использован для убийства и для лечения больных, но кроме этих двух известных применений есть еще третье, представляющее особый интерес для физиолога. Для него яд становится инструментом, позволяющим разделить и проанализировать наиболее интимные явления в живых структурах. Именно с этой точки зрения я уже давно рассматриваю действие ядовитых веществ.

Клод Бернар

ВВЕДЕНИЕ

Технический и культурный прогресс, достигнутый за последние десятилетия, создал предпосылки для возникновения новых наук и обособления из биологии и медицины ряда специальных дисциплин, в том числе и зоотоксинологии.

Предметом изучения зоотоксинологии * являются яды, вырабатываемые различными животными, их химическая природа и механизмы токсического действия на организм человека и животных. В круг задач зоотоксинологии входит также изучение особенностей биологии, экологии и физиологии ядообразующих животных, исследование ядов как химических факторов эволюции живых организмов, использования зоотоксинов в фундаментальных исследованиях в биологии и медицине, а также вопросы их практического применения. Зоотоксинологии — составная часть токсикологии— науки, изучающей природные яды (животного, растительного и микробного происхождения). Исторически природные яды были вначале предметом токсикологии — науки об органических и неорганических ядах и механизмах их поражающего действия. Возраст токсикологии насчитывает немногим более 100 лет, она включает в себя токсикологию медицинскую, промышленную, пищевую, военную и др. По мере накопления фактических данных о природных ядах возникла необходимость в качественном переосмысливании этого материала. Стало очевидным, что раскрытие механизмов действия природных ядов должно базироваться на понимании биологических особенностей ядообразующих организмов. С другой стороны, прогресс в этой области невозможен без достижений биоорганической химии, успехи которой позволили установить молекулярную структуру многих зоотоксинов. Как и все новые науки, зоотоксинология является по своей сущности междисциплинарной. Возникшая на стыке таких экспериментальных и теоретических дисциплин как молекулярная биология, зоология, физиология, биохимия, патофизиология,

От «зоо» (греч.) — животное; «токсин» — из интернациональной научной ксики, восходящий к «токсикон» (греч.)—яд и «логия» (греч.) —учение.

токсикология и фармакология, зоотоксинология развивается присущим ей путем, обобщая опыт смежных с ней дисциплин и в то же время обогащая их.

Выявление закономерностей и специфических черт в организации и развитии живой природы — задача, последовательно решаемая биологией на протяжении всей истории ее существования. Каждый конкретно-исторический период развития науки биологии ставил перед учеными свои проблемы, возникающие из суммы накопленных знаний как в самой биологии, так и в смежных науках. С этой точки зрения ядовитость, как свойство живой материи, с древнейших времен находится в сфере внимания ученых. Яды как оружие, яды как целебные вещества, поиск новых ядов и эффективных противоядий — вот далеко не полный перечень вопросов, над которыми веками работали ученые в разных странах.

Становление зоотоксинологии как самостоятельной научной дисциплины относится к настоящему времени, но своими корням!! она уходит в глубокую древность. В мифологии и исторически', хрониках нашел свое отражение многовековой опыт общения людей с ядовитыми животными. Не случайно эмблема медицины - чаша, обвитая змеей Эскулапа. Змеепоклонство в Древней Греции нашло воплощение в античных скульптурах, изображавших богов вместе со змеями, например бога врачевания Эскулапа, богини здоровья Гигиен, богини мудрости Афины.

Большой вклад в учение о ядовитых животных и их ядах сделали ученые Востока и, в первую очередь,гениальный ученый и врач-энциклопедист Авиценна (980 -1037). На протяжении шестисот лет, вплоть до XVIII в., его замечательный труд «Канон врачебной науки» считался основным пособием для врачей Европы. Канон Авиценны — энциклопедия медицинской науки, поставивший имя автора в один ряд с Гиппократом и Галеном. Впервые Канон был издан на латинском языке в 1483 г. В шестой части Канона, озаглавленной «Общее рассуждение о ядах», приводятся сведения о ядовитых животных, их ядах и методах лечения отравлений . Другой фундаментальный труд принадлежит последователю Авиценны — Зануддину Абу Ибрахим Джурджани, который в 1100 г. написал сочинение «Сокровище Хорезмшаха». Одна из книг этого многотомного труда также посвящена укусам ядовитых животных .

Средневековая Европа, находившаяся под гнетом мракобесия и инквизиции, мало что сделала для развития научной мысли. Оживление всех сторон общественной жизни, наступившее в эпоху Возрождения, не могло не коснуться и исследований по зоотоксинологии. В XVI в. в Антверпене выходит книга Гревина «Deux livers des venins» (1568). В 1767 г. итальянский ученый Фонтана

бликует в Лукке свой труд о яде гадюк «Ricerche filosopfishe oora il veleno della Vipera». В это же время венский врач Лаурен- % представляет в качестве докторской диссертации свой труд по герпетологии *. В XIX в. увеличивается число работ по изучению ядовитых животных и их ядов. Русский морской врач П. Н. Савченко, совершивший в 1877 г. кругосветное путешествие на корабле «Гайдамак»; собрал большой материал по отравлениям морскими животными, и в 1886 г. был издан его «Атлас ядовитых рыб с описанием их вида, действия яда на организм человека и указа- НИем противоядий». Савченко один из первых дал научное описание отравления рыбой фугу (Tetraodon). В 1888 г. австрийский врач Терч публикует свои наблюдения о лечении ревматических заболеваний пчелоужалениями. Во Франции плодотворно работают Кальметт, создавший первую противозменную сыворотку, и супруги Мари и Цезарь Физали. В 1922 г. М. Физали издает в Париже фундаментальное двухтомное руководство по ядовитым животным тг их ядам «Animaux venimeux et venins». He представляется возможным даже простое перечисление наиболее крупных работ по зоотоксинам, появившимся в начале XX в.

Большой вклад в развитие зоотоксинологии внесли русские и советские ученые. У истоков этих работ стоял ученый с мировым именем, блестящий зоолог и паразитолог академик Евгений Никанорович Павловский (1884—1965). Сразу же после Великой Октябрьской социалистической революции Павловский вместе со своим учителем профессором Н. А. Холодковским разработал плай пятитомного руководства по медицинской зоологии, второй том которого был посвящен ядовитым животным. Трудности того времени помешали осуществить задуманное полностью, но в 1918 г. Павловский за 8 месяцев написал второй том, который вышел в 1927 г. под названием «Die Gifttiere and ihre Gifkeit» и сра

зу же завоевал всеобщее признание. В этой книге он заложил основы учения о ядовитых животных и обосновал принципы их классификации.

В дальнейшем Павловским-был написан целый ряд книг о

ядовитых животных Советского Союза и сопредельных стран

(1931, 1932, 1950). Работы Павловского в этом направлении продолжили его ученики и последователи. Значительный вклад в развитие идей своего учителя в 50—60-х годах внес чл.-кор. АМН СССР проф. Ф. Ф. Талызин, который в основном посвятил свои исследования выяснению механизмов действия на организм ядов змей и разработке противозмеиных сывороток. Талызин был также прекрасным популяризатором науки о ядовитых животных, суши и моря.

Особо следует сказать о трудах ленинградского проф. С. В. Пи- гулевского, который выпустил 2-томную монографию о ядовитых

* П. В. Терентьев (1961)' указывает, что действительным автором этой работы был студент Винтрель, продавший Лауренти свою рукопись. 1ем не менее традиционно считается, что работа Лауренти — первый научный труд по герпетологии — науке о пресмыкающихся и земноводных.

позвоночных и беспозвоночных животных (в 1966 г. — 1-й ТОМ и в 1975 г. — 2-й том). Эта книга привлекла внимание ученых разных специальностей к проблемам зоотоксинологии. Написанная на основе обширного фактического материала, эта работа и теперь представляет интерес, особенно в фаунистическом плане — описания самих ядовитых животных. Что касается сведений о химическом составе ядов, структуре токсинов и механизмов их дейст

вия, то они подверглись коренному пересмотру.

всем миревсем миреЛОЛОккВ настоящее время по подсчетам Злоткина (1979) во о^см по различным аспектам зоотоксинологии публикуется в год о кол г, 10 000 экспериментальных и клинических работ. Это прежде всего свидетельствует об огромном интересе ученых разных стран ядовитым животным и их ядам. Однако обобщающих сводок монографий по затронутым вопросам выпускается крайне мало, не говоря уже об учебной литературе. Из зарубежных крупных работ в этом направлении следует отметить фундаментальную 3-томную монографию Холстеда «Poisonous and venomous marine animals of the wored», которая может служить своеобразной энциклопедией по морской токсикологии, а также 3-томное коллективное руководство «Venomous animals and their venoms» (под редакцией Бюхерла и Бакли).

всем мире

всем мире

ЛО

ЛО

к

к

Зоотоксинология — обширное поле деятельности для молодых специалистов, которые могут внести свой достойный вклад в изучение природных биологически активных веществ и расширить сферу их применения на благо человека.

Глава1Глава1ОБЩАЯЗООТОКСИНОЛОГИЯОБЩАЯЗООТОКСИНОЛОГИЯ

Глава

1

Глава

1

ОБЩАЯ

ЗООТОКСИНОЛОГИЯ

ОБЩАЯ

ЗООТОКСИНОЛОГИЯ

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ядовитых животных.

ВОПРОСЫ ТЕРМИНОЛОГИИ

Определения и классификация. Ядовитость — универсальное явление в живой природе. Среди животных организмов ядовитые формы встречаются практически во всех таксонах. Ядовиты очень многие растения. Хорошо известна высокая токсичность бактериальных ядов. Биологическая ядовитость имеет относительный характер. Павловский (1950) писал: «Ядовитость животного является свойством относительного значения: оно проявляется лишь при действии ядовитого животного на какой-либо другой организм, становящийся объектом действия яда». Таким образом, яды, вырабатываемые теми пли иными организмами, служат химическими факторами, участвующими в межвидовых (или аллелохимических) взаимодействиях (Барбье, 1978). Примеры использования химических веществ для нападения или защиты встречаются на всех ступенях эволюционного развития. Уиттейкер и Фини (1971) 'предложили вещества, участвующие в аллелохимических взаимодействиях и приносящие пользу организму-продуценту, называть алломонами. К их числу относятся:

Отпугивающие вещества. 2. Вещества, прикрывающие бегство (чернильная жидкость у головоногих). 3. Супрессоры (антибиотики). 4. Яды. 5. Индукторы (вызывают образование галлусов, узелков и т. д.). 6. Противоядия. 7. Приманки (привлекают добычу к организму-хищнику).

Экологический подход к проблеме ядовитости — это прежде всего подход общебиологический, позволяющий связать воедино особенности биологии данного вида со спецификой химической структуры и механизма действия вырабатываемого им яда. Природа дает нам огромное разнообразие примеров химии ядов, их токсичности, способов и мест образования в теле организма-продуцента, а также приемам использования. Наряду с различиями существуют и черты общности, позволяющие сгруппировать ядовитых животных по определенным признакам. Павловский (1950) предложил всех ядовитых животных разделить на две большие группы: первично-ядовитые и вторично-ядовитые. К первично-

ядовитым относят животных, вырабатывающих ядовитый секрет в специальных железах или имеющих ядовитые продукты метаболизма. Как правило, ядовитость первично-ядовитых животных является видовым признаком и встречается у всех особей данного вида. Ко вторично-ядовитым относят животных, аккумулирующих экзогенные яды и проявляющих токсичность только при приеме их в пищу. Примером тому могут служить пластинчатожаберные моллюски, накапливающие в своем теле яд некоторых динофлагеллят; насекомые, питающиеся на ядовитых растениях; рыбы, вызывающие отравления типа сигуатера и др.

Первично-ядовитые животные различаются по способам выработки яда и его применения и делятся на активно- и пассивноядовитых. АкТивно-ядовитые животные, имеющие специализированный ядовитый аппарат, снабженный ранящим устройством, называются вооруженными. В типичном случае ядовитый аппарат таких животных имеет ядовитую железу с выводным протоком и ранящее приспособление: зубы у рептилий, жало у насекомых, колючки и шипы у рыб. В деталях строение ядовитого аппарата может варьировать, однако для всех вооруженных животных характерно наличие ранящего приспособления, позволяющего вводить ядовитый секрет в тело жертвы парентерально, т. е. минуя пищеварительный тракт. Такой способ введения яда следует признать наиболее эффективным для ядообразующего организма. Другую группу активно-ядовитых животных составляют организмы, ядовитые аппараты которых лишены ранящего приспособления— невооруженные ядовитые животные. Примерами могут служить кожные железы амфибии, анальные железы насекомых, Кювьеровы органы голотурий. Ядовитые секреты таких желез вызывают токсический эффект при контакте с покровами тела жертвы. Чем энергичнее идет всасывание ядов с таких покровов (особенно слизистых), тем эффективнее его действие. У пассивноядовитых животных ядовитые метаболиты вырабатываются в организме и накапливаются в различных органах и тканях (пищеварительных, половых), как, например, у рыб, хвостатых амфибий, моллюсков, насекомых. Таким образом, токсикологическая классификация ядовитых животных" может быть представлена в следующем виде:

пассивно-я цови гыепассивно-я цови гыеактивно-яловитыеактивно-яловитые

пассивно-я цови гые

пассивно-я цови гые

активно-яловитые

активно-яловитые

вооруженные

Пассивно-ядовитые и вторично-ядовитые- животные представляют опасность только при попадании в пищеварительный тракт, однако, существенным различием между ними является постоян-

тво ядовитости (видовой признак) для первых и ее спорадический характер для вторых. Приведенная классификация ядовитых животных не единственная, существуют и другие варианты (см/ Пигулевский, 1975; Барбье, 1978), однако в книге мы будем придерживаться этой классификации.

Терминология. Важной проблемой для зоотокспнологпн, как и для любой «ругой дисциплины, является вопрос терминологии. Термины — это язык пауки, И наука не может развиваться без своего языка и четкого словаря. При описа- ЯВН ядовитых животных и продуцируемых ими биологически активных веществ наиболее часто приходится оперировать терминами «яд» и «токсин». Являются jyt они синонимами или же несут разную смысловую нагрузку? Токсикологи к ядам относят химические соединения, отличающиеся высокой токсичностью, т. е. сйособные в минимальных количествах вызывать тяжелые нарушения жизне- .деятельности (отравление) или гибель животного организма. Токсинами традиционно называют белковые вещества, образуемые преимущественно микроорганизмами и некоторыми животными и обладающие ядовитым действием. Одним из характерных качеств токсинов считается наличие антигенных свойств. Значительное расширение числа токсинов, выделенных из природных объектов, среди которых оказалось и много небелковых, заставляет пересмотреть критерии термина «токсин». В настоящее время термин «токсин» чаще всего относят К индивидуальному химическому веществу (независимо от его природы), выделенному из того нлп иного яда или тканей ядовитого животного. Тем самым разграничивается действующее начало яда и целый яд, являющийся, как правило, многокомпонентной смесью различных биологически активных веществ. Обычно термин «яд» применяют к секретам специализированных ядовитых желез животных (змей, насекомых, амфибий и пр.). В свою очередь, слово «ток- СИЙ» широко используется при образовании новых терминов, подчеркивающих источник происхождения данного токсина (зоотоксины, фитотоксины, тетродо- токсин, аплизиатоксин, батрахотоксни) либо особенности его физиологического или фармакологического эффекта (нейротоксины, цитотоксипы, кардиотоксины).

Учитывая сложившуюся в токсинологии практику употребления термина «токсин», мы будем понимать под этим названием индивидуальное химическое соединение природного происхождения, характеризующееся высокой биологической активностью (токсичностью).

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ зоотоксинов

Экспериментальное изучение зоотоксинов связано с двумя основными направлениями: изучением химической природы зоотоксинов и выяснением механизмов их токсического действия. Эти два направления— химическое (биохимическое) и патофизиологическое взаимосвязаны, поскольку механизм действия химического соединения в первую очередь обусловливается особенностями его структуры. Принцип «от структуры токсина к функции» должен быть руководящим при изучении зоотоксинов. Однако нередко сложность структуры того или иного токсина превышает разрешающую способность химических методов на данный период. В таких случаях сведения об особенностя.х фармакологического эффекта могут дать косвенную дополнительную информацию о строении

молекулы токсина либо его активного -центра. Установление химической структуры зоотоксинов — одна из наиболее сложных задач химии природных соединений. Прежде чем в пробирке химика окажется индивидуальный токсин, необходимо затратить очень много времени и сил, большая часть которых уходит на очистку исходного продукта (яда или экстракта тканей), выделение из него активных фракций, получение химически гомогенных веществ с их последующей идентификацией. Прогресс в области изучения химического состава зоотоксинов и установления структуры индивидуальных токсинов стал возможен в результате привлечения к этим исследованиям хорошо оснащенных лабораторий. В СССР основной вклад в химию зоотоксинов сделан учеными Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина АН СССР (Москва) и Институтов биохимии и биоорганической химии АН УзССР (Ташкент),

Изучение механизмов действия зоотоксинов основано на классических методах токсикологии, фармакологии, физиологии, биохимии и других наук, позволяющих количественно оценить действие токсинов как на организм в целом, так и на его отдельные функциональные системы и органы. Наиболее важные характеристики зоотоксинов можно получить при изучении их токсикометрии, фармакокинетики и фармакодинамики.

массой 20 г.массой 20 г.Токсикометрия. В токсикометрии зоотоксинов важнейшей их характеристикой является токсичность — свойство химического вещества в минимальном количестве вызывать патологические изменения, ведущие к нарушению основных процессов жизнедеятельности организма и приводящие к его гибели. Токсичность — один из основных количественных параметров, отражающих биологическую активность зоотоксинов. В современных токсикологии и фармакологии токсичность принято выражать в величинах, кратных средней смертельной дозе (DL50), т. е. дозе, вызывающей гибель 50% экспериментальных животных в течение фиксированного интервала времени (обычно 12 или 24 ч). Следует заметить, что DL50 — частный случай средней эффективной дозы ED50, вызывающей изучаемый эффект в 50% случаев. Последняя в различных вариантах довольно часто используется в токсинологиче- ских исследованиях, когда для выявления специфического эффекта удобнее регистрировать не смертность, а нарушение или выключение какой-либо физиологической функции. При характеристике токсичности экстрактов тканей или органов ядовитых животных часто пользуются мышиными единицами (м. е.) — количество вещества, которое необходимо, чтобы убить мышь массой 20 г в течение 20 мин. Обычно активность экстракта выражают в количестве м. е., содержащихся в 1 мг продукта. Например, активность тарихотоксина из яиц калифорнийского тритона Taricha torosa составляет 3000 м. е./мг. Это означает, что 1 мг вещества достаточно, чтобы убить 3000 мышей

массой 20 г.

массой 20 г.

иногда включают в токсичность которыхиногда включают в токсичность которыхИз-за высокой токсичности зоотоксины

иногда включают в токсичность которых

иногда включают в токсичность которых

группу ультраядов — химических веществ, 14

рыше цианистого калия и не превышает 1 мг/кг (табл. 1). Отсюда дойятен тот интерес, который проявляют к зоотоксинам как к потенциальным боевым отравляющим веществам военные токсикологи империалистических государств.

DL5o мыши.,мкг/кгDL5o мыши.,мкг/кг10 0001 0001007598810 0001 000100759880,150,15Таблица 1. Сравнительная токсичность различных ядов

DL5o мыши.,мкг/кг

DL5o мыши.,мкг/кг

10 000

1 000

100

75

9

8

8

10 000

1 000

100

75

9

8

8

0,15

0,15

Яд (токсин) и источник егополучения

Цианид калия

Мускарин (алкалоид мухоморов)

Зоман (боевое отравляющее вещество)

Нейротоксин кобры (Naja oxiana)

Нейротоксин СКОРПИОНА (ANDROCTONUS AUSTRALIS)

-Тетродоксин (из рыбы фугу tetraodon)

Сакситоксин (ИЗ ДИНОФЛАГЕЛЛЯТ GONYAULAX SP.) Ватрахотоксин (кожный яд амфибий phyllobates spa Тайпоксин (из яда змеи oxyuranus scutellatus) Палитоксин (из кишечнополостных palythoa sp.)

Фармакокинетика. Фармакокинетика зоотоксинов изучает закономерности всасывания, распределения, метаболизма и выведения токсинов из организма.

При оценке токсичности зоотоксинов важное значение приобретают пути их введения в организм. Существующие пути введения обычно подразделяют на энтеральные (через пищеварительный тракт) и парентеральные (минуя пищеварительный тракт). В естественных условиях пути введения зоотоксинов в организм жертвы определяются особенностями биологии организма-продуцента и химической природой токсинов. Как правило, белковые токсины (змей, насекомых, паукообразных) вводятся с помощью Вооруженного ядовитого аппарата парентерально, так как многие из них разрушаются пищеварительными ферментами. Напротив, Токсины небелковой природы эффективны и при энтеральном введении (токсические алкалоиды амфибий, токсины рыб, моллюсков и др.). Некоторые животные, защищаясь, разбрызгивают свои яды в виде аэрозоля, эффективность которого зависит от состояния покровов жертвы и локальной концентрации токсических веществ. В эксперименте способ введения токсинов определяется задачей исследования.

Попавший в организм яд распределяется весьма неравномерно. Существенное влияние на распределение оказывают биологические барьеры, к которым относят стенки капилляров, клеточные (плазматические мембраны), гематоэнцефалический и плацентарный барьеры. При парентеральном введении (укусы, ужаления) в месте инокуляции образуется первичное депо яда, из которого происходит поступление токсинов в лимфатическую и кро- Веносную систему. Скорость дренирования яда во многом опреде-

ляет быстроту развития токсического эффекта. Для изучения фармакокинетики зоотоксинов широко используют их радиоактивные дериваты.

Большинство зоотоксинов подвергается в организме определенным химическим превращениям. К сожалению, биотрансформация зоотоксинов в организме реципиента — наименее разработанная область зоотоксинологии. Биотрансформация в определенной мере обусловливает биологическую резистентность некоторых животных к зоотоксинам. В последнее время в крови некоторых грызунов были обнаружены белковые факторы, инактивирующие геморрагическое действие змеиных ядов.

При выделении зоотоксинов из организма основную тяжесть на себя принимают почки — отсюда и широкая распространенность нефритов при отравлении зоотоксинами. Частично зоотоксины могут выводиться и с другими веществами, например с молоком кормящей матери. Подобные случаи описаны и их необходимо иметь в виду.

Фармакодинамика. Фармакодинамика зоотоксинов изучает наиболее типичные эффекты этих веществ, локализацию и механизмы действия. Действие зоотоксинов может носить местный и резорбтивный характер. И в том и в другом случае зоотоксины оказывают прямое и рефлекторное влияние. Действие зоотоксинов, развивающееся в месте его первичного воздействия, называется местным. В зависимости от химической природы ядов местное действие может быть сильным (яды кишечнополостных, гадюк, гремучников, жалоносных перепончатокрылых и др.); в тяжелых случаях приводящее к некрозу (омертвению) пораженной ткани. В других случаях, превалируют общие симптомы отравления, развивающиеся после всасывания яда из первичного депо (яды элапид, каракурта и др.). Нужно заметить, что истинно местное действие, как правило, не наблюдается, так как определенное количество токсинов всасывается и оказывает резорбтивный эффект. Скорость проявления резорбтивного эффекта зависит от путей введения токсинов и их способности проникать через биологические барьеры.

Важное значение в формировании интегральной картины отравления зоотоксинами имеет и их рефлекторное действие, связанное с влиянием на экстеро- или интерорецепторы и с соответствующим изменением функционального состояния нервных центров либо эффекторных органов.

Использование тонких 'инструментальных методов исследования позволяет изучать места связывания и механизмы действия зоотоксинов на организменном, органном, клеточном и молекулярном уровнях. При этих исследованиях в первую очередь выявляют биологический субстрат, на который направлено действие того или иного токсина. Иными словами — обнаружение рецепторов токсинов в сложных биосистемах. Это позволяет не только понять

патогенез * отравления, но и использовать зоотоксины для выделения и характеристики этих рецепторных структур. Яркие примеры такого использования зоотоксинов — характеристика холи- норецептора с помощью нейротоксинов змеиных ядов и компонентов натриевых каналов нервных мембран с использованием токсинов амфибий, рыб и скорпионов. В случае, когда эффект зоотоксинов на рецепторы аналогичен физиологическому, говорят о действии токсинов как агонистов. Это действие может быть стимулирующим или угнетающим данную физиологическую функцию. Часто зоотоксины выступают в роли антагонистов эндогенных физиологических регуляторов, вызывая нарушение деятельности системы, органа или всего организма. Высокая специфичность действия зоотоксинов определяет во многих случаях конкурентный характер их антагонизма по отношению к эндогенным веществам (медиаторам и др.).

Обратимый или необратимый характер действия токсина зависит от связи лиганд — рецептор, которая может быть прочной /(ковалентной) или менее прочной (электростатической, гидрофобной и Др.). Важной характеристикой зоотоксинов является избирательность (селективность) их действия, т. е. способность повреждать определенные клетки-мишени, не затрагивая другие, даже если оба вида клеток находятся в непосредственном контакте. В основе избирательности лежит сродство токсина к рецептору. Сродство токсина к данному типу рецепторов определяется структурно-пространственной организацией молекулы и ее активных функциональных группировок, обеспечивающих узнавание рецептора и связывание с его активным центром. В простейшем случае, когда одна молекула токсина [Т] соединяется с одним рецептором [Р] (при избытке токсина), образование комплекса «токсин — рецептор» [ТР] описывается уравнением

[Т] + [Р]^[ТР],

где ^i — константа скорости образования комплекса [TP]; k_v— константа скорости диссоциации этого комплекса. Отношение констант прямой и обратной реакции: k\!k_v = Kc называют константой сродства, а обратную ей величину — константой диссоциации Кд. Численно Кд равна концентрации вещества, дающего 50.% эффекта, и может быть найдена по графику зависимости доза— эффект. Нетрудно видеть, что чем меньше значение Кд, тем выше сродство токсина к данному рецептору**.

Некоторые особенности фармакодинамики зоотоксинов. Высокая поражающая способность большинства ядов животного происхождения связана с присутствием в их составе токсинов, характеризующихся высокой специфичностью действия на определенные

♦* ^ath°s (греч.) — страдание, genesis (греч.) — происхождение.

^д — аналогична константе Михаэлиса (Кт), характеризующей диссо- U ацию комплекса фермент — субстрат при описании кинетики обратимых фер- ментативных реакций.

2-6462-64617

2-646

2-646

биосубстраты. Таковы, например, нейротоксины змей, нарушающие передачу возбуждения в нервно-мышечных синапсах; токсины амфибий (батрахотоксин), рыб (тетродотоксин), простейших (сакситоксин), блокирующие распространение нервного импульса по нервному волокну; ферменты ядов гадюк и гремучников, воздействующие на систему свертывания крови, и др. По своей химической структуре токсины природного происхождения весьма разнородны, в их числе можно встретить алифатические и гетероциклические соединения, алкалоиды, стероиды, неэнзиматические полипептиды и ферментативные белки. Некоторые из этих соединений можно условно назвать «истинными токсинами» в том смысле, что они не встречаются в организме реципиента и являются для него ксенобиотиками, т. е. чужеродными веществами. В этом случае, по выражению Барбье (1978): «Отравление выглядит как несчастный случай, вызванный столкновением двух несовместимых типов метаболизма».

Другая группа компонентов природных ядов образована химическими веществами, встречающимися и в организме реципиента. К ним относятся ацетилхолин, гистамин, катехоламины (адреналин, норадреналин, дофамин), производные индола, различные ферменты и их ингибиторы. Токсический эффект этих соединений обусловлен избыточностью дозировки, значительно превышающей физиологические пределы их действующих концентраций в организме.

Важное значение в механизме действия зоотоксинов имеют аутофармакологические реакции, обусловленные гиперсекрецией эндогенных физиологических активных веществ под влиянием компонентов ядов. Например, высвобождение гистамина из тучных клеток под влиянием гистаминлибераторных пептидов ядов перепончатокрылых; массивное высвобождение нейромедиаторов при действии токсина каракурта и нейротоксинов скорпионов; брадикининлибераторное действие змеиных ядов. Аутофармакологические реакции играют большую роль в патогенезе отравления зоотоксинами.

Биологическое значение зоотоксинов для их продуцентов связано с использованием ядов как оружия защиты или нападения. Защитное действие реализуется с помощью различных механизмов: алгогенного (болевого), репеллентного (отпугивающего) и некоторых других. При нападении на жертву на первый план выступает паралитическое (обездвиживающее) действие.

При экспериментальном изучении зоотоксинов важное значение приобретает адекватный выбор объекта исследований. Как правило, изучение зоотоксинов проводят на стандартных лабораторных животных (мышах, крысах, кроликах и др.). Это позволяет получать сопоставимые результаты исследований, проводимых в различных лабораториях. Однако следует учитывать, что имеется корреляция между особенностями действия ядов и биологией их продуцентов. Поэтому важно знать, кто является типичной жертвой или врагом данного ядовитого животного.

МЕДИЦИНСКИЕ АСПЕКТЫ зоотоксинологии

Традиционные задачи, стоящие перед медициной в области зоотоксинологии, связаны с профилактикой и лечением отравлений животными ядами, а также их применением для диагностики g лечения различных заболеваний. В последние годы в связи с установлением специфических механизмов действия некоторых токсинов появилась возможность их использования в экспериментальной терапии для моделирования некоторых заболеваний нервной и сердечно-сосудистой систем, системы крови и др.

В «Руководстве по международной статистической классификации болезней, травм и причин смерти» (ВОЗ, Женева, 1980) под кодом Е905 включены отравления и токсические реакции в результате контакта с ядовитыми растениями и животными, в том числе: Е905.0. Укусы ядовитых змей и ящериц. Е905.1. Укусы ядовитых пауков. Е905.2. Укусы* скорпионов. Е905.3. Укусы* шершней, ос, пчел. Е905.4. Укусы многоножек и тысяченожек (тропических). Е905.5. Укусы других ядовитых членистоногих (муравьи, гусеницы*). Е905.6. Поражения, вызванные морскими животными и растениями.

Клиническая картина отравлений, вызываемых различными ядовитыми животными, существенно разнится в зависимости от химической природы продуцируемых ими зоотоксинов и механизмов их поражающего действия. Конкретные симптомы отравления человека и животных различными зоотоксинами и меры оказания помощи будут рассмотрены в соответствующих разделах книги. Здесь же необходимо подчеркнуть, что лечение отравлений складывается, как правило, из симптоматического и специфического антиподного). Симптоматическая терапия направлена на устранение нежелательных симптомов (например, боли), оказывающих существенное влияние на течение основного патологического процесса. Поэтому во многих случаях симптоматическая терапия выступает в роли патогенетической. Наиболее эффективными антидотами против ядов животного происхождения являются моновалентные сыворотки. Во многих странах мира их производят в промышленных масштабах, особенно против яда змей. Кроме моновалентных сывороток выпускаются поливалентные — активные против яда нескольких змей. Сыворотки выпускаются и против белковых ядов некоторых других животных — пауков, скорпионов, рыб и др. Согласно «Записной книжке токсиколога» ** в настоящее время в мире выпускаются сыворотки против яда 111 видов ядовитых животных. В нашей стране Ташкентский НИИ вакцин и сывороток выпускает моновалентные сыворотки «Антикобра», «Антигюрза», поливалентную сыворотку против яда кобры, гюр-

* Для этих животных правильнее — ужаления (или уколы).

1919** «Clin. Toxicol*, 1978, № 3.

19

19

2*

зы, и эфы. а также моновалентную сыворотку против яда паука каракурта. Разработана также сыворотка против яда среднеазиатского скорпиона.

При всей своей терапевтической эффективности серотерапия не лишена побочных эффектов, главным образом развития аллергических реакций, иногда вплоть до анафилактического шока. Поэтому наряду с серотерапией интенсивно разрабатываются методы неспецифической терапии, основанной на знании конкретных патофизиологических механизмов действия того или иного яда.

В последнее время большое внимание уделяется разработке методов активной иммунизации населения с профилактическими целями. В Японии такие работы проводятся для профилактики отравлений ядом змеи хабу Trimeresurus flavoviridis, в США активной иммунизации очищенным ядом пчел, ос и других насекомых подвергают людей с повышенной чувствительностью к яду этих перепончатокрылых.

Другой аспект медицинской зоотоксинологии — использование целебных свойств зоотоксинов. В связи с этим нелишним будет вспомнить слова Парацельса: «Во всем есть яд, без яда нет ничего. Только от дозы зависит, будет ли вещество ядовитым или безвредным».

При оценке практической ценности любых фармакологических агентов, в том числе и зоотоксинов, решающее значение имеет интервал между их минимальными дозами, вызывающими лечебный эффект, и дозами, под влиянием которых могут возникнуть токсические эффекты. Этот интервал, обозначаемый как широта фармакологического действия, характеризует степень безопасности использования данного вещества в лечебных целях (М. Л. Беленький, 1963). Окончательным критерием пригодности данного вещества для лечебных целей могут быть только клинические испытания. Однако в ходе предварительного экспериментального изучения можно получить количественную характеристику широты терапевтического действия препарата, выражаемую как К = = DL5o/ED5o, т. е. отношением средней смертельной дозы к средней эффективной дозе (противосудорожной, анальгетической, цитостатической и т. д.). Чем выше значение «К», тем больше широта фармакологического действия, тем перспективней данное соединение для клинических испытаний.

Наиболее известны и традиционно применяются в практической медицине препараты на основе пчелиного («Апифор», «Ви- рапин» и др.) и змеиного («Випросал», «Випротокс» и до.) ядов как обезболивающие и противовоспалительные средства. Змеиные яды применяются для диагностики и лечения болезни свертывающей системы крови. За рубежом в этих целях выпускаются препараты из змеиных ядов «Арвин», «Анкрод», «Стппвен», «Репти- лаза», «Дефибраза». К сожалению, в нашей стране производство подобных препаратов еще не налажено, хотя, как показали исследования 3. С. Баркагана и его сотрудников, яды змей фауны 20

СССР (гюрза, щитомордник, эфа) вполне пригодны для диагностических целей.

Другим важным аспектом является моделирование некоторых патологических состояний с помощью зоотоксинов, основанное на выявлении специфического механизма их действия. Так, с помощью яда гремучей змеи можно моделировать инфаркт миокарда; яды некоторых гадюк хорошо воспроизводят тромбогеморрагический синдром; пчелиный яд моделирует спазм коронарных сосудов сердца; яд скорпиона вызывает развитие эпилептиформных состояний и панкреатитов. Подобный подход имеет важное значение не только для моделирования патологических процессов $" целью исследования их патогенеза, но и в плане экспериментальной терапии этих состояний.

L4. ОХРАНА И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ядовитых животных

- Общее число выделенных и описанных видов животных превышает миллион, тогда как количество ныне живущих видов, по разным оценкам, составляет от 5 до 10 миллионов (Майр, 1971). Несмотря на эти астрономические цифры, именно в наше время происходит катастрофическое уменьшение числа видов в результате хозяйственной деятельности человека. И этот процесс касается, может быть, даже в большей степени ядовитых животных, чем других.

Охрана ядовитых животных включает по меньшей мере два аспекта: охрану полезных для человека видов, которые являются источником ценных ядовитых веществ (змеи, пчелы и др.), опылителями растений (шмели, пчелы), хищниками или паразитами, уничтожающими вредных насекомых (жабы, муравьи, пауки, осы и др.), и охрану видов, полезность которых не установлена, но входящих в состав тех или иных биоценозов и обеспечивающих наряду с другими животными устойчивость биоценозов и их . способность противостоять различным внешним воздействиям.

Причины сокращения численности ядовитых животных неодинаковы, как неодинаковы должны быть и мероприятия по их охране. Так, численность змей заметно сократилась не только из-за укоренившегося обычая уничтожать их, но в результате интенсивного отлова змей для серпентариев, где они используются для Многократного получения яда. Сокращение численности ядовитых .Насекомых связано прежде всего с применением пестицидов и инсектицидов, уничтожающих как вредную, так и полезную фауну. В этот перечень можно включить и загрязнение морей и оксанов, и уничтожение непромысловых (в том числе и ядовитых) рыб, попавших в тралы, и т. д.

Сокращение численности любого вида, а тем более его исчезновение, приводит к очень существенным и подчас необратимым изменениям в структуре биоценоза, а в конечном итоге к неже- Лательным для человека последствиям. Каждый вид, как известно,

занимает только ему присущую экологическую нишу и своим существованием создает предпосылки для появления новых экологических ниш, что и гарантирует бесконечность эволюции в пространстве и времени. Следовательно, преднамеренное или бессознательное уничтожение того или иного вида, пусть даже безусловно опасного для человека (например, каракурт, некоторые виды скорпионов), может привести к непредсказуемым последствиям.

В последние годы природоохранительные мероприятия перестали быть прерогативой только научных пли общественных организаций, а приобрели государственный статус. В СССР, как и во многих странах мира, наряду с введением законодательных актов, направленных на охрану животного и растительного мира, ширится сеть заказников, заповедников. В Красную книгу СССР внесен целый ряд ядовитых животных:

Список ядовитых амфибий и рептилий, внесенных в книгуредких и находящихся под угрозой исчезновения

видов животных и растений СССР — Красную книгу СССР

Амфибии

Кавказская саламандра Mertensilla caucasica (Waga), 1980.

Сирийская чесночница Pelobaies syriacus Boettger, 1889.

Кавказская крестовка (чесночница) Pelodytes caucasicus Boulenger, 1896.

Камышовая жаба Bujo calamita Laurenti, 1768. 'Рептилии

2.2.Среднеазиатская кобра Naja oxiana (Eichwald), 1831.

2.

2.

Кавказская гадюка Vipera keznakovi Nikolsky, 1910.

Носатая гадюка Vipera ammodytes transcaucasiana, Zarevsky, 1915.

4.1890. В4.1890. ВМалоазиатская гадюка Vipera xanthina raddei Boettger,

4.

1890. В

4.

1890. В

настоящее время отлов ядовитых змей в Средней Азии и на Кавказе проводится только по лицензиям. Уничтожать змей разрешается только в населенных пунктах и двухкилометровой зоне вокруг них. В РСФСР, на территории которой обитает самый многочисленный вид — гадюка обыкновенная, пока нет нормативных актов, регламентирующих отлов ядовитых змей.

Важное значение должно уделяться разъяснительной и пропагандистской работе среди населения. Все эти мероприятия, несомненно, принесут свои плоды.

Существует и другая сторона этой проблемы. Речь идет о рациональном и эффективном использовании ядовитых животных. В первую очередь это касается тех животных, чьи яды уже сегодня представляют интерес как сырье для фармацевтической промышленности либо интенсивно используются в научно-исследовательской работе. Многолетний опыт специализированных центров по изучению и содержанию ядовитых животных и получению от

экономически выгодэкономически выгодныминымиными.По мнению советских специалистов (А. Г. Банников, Макеев и др.), при создании оптимальных условий содержания змей в серпентариях яд от них можно получать в течение 10—15 лет. Если учесть, что сейчас змеи живут в серпентариях всего около года, то, очевидно, есть немалые резервы для совершенствованияными.По мнению советских специалистов (А. Г. Банников, Макеев и др.), при создании оптимальных условий содержания змей в серпентариях яд от них можно получать в течение 10—15 лет. Если учесть, что сейчас змеи живут в серпентариях всего около года, то, очевидно, есть немалые резервы для совершенствованияНИХ ядов (например, знаменитый серпентарий Бутантан в Бразилии, ряд серпентариев в США, СССР, Индии и других странах) показывает, что при правильной постановке дела такие организации не только ликвидируют необходимость частых и массовых отловов ядовитых животных, 'но и являются

экономически выгод

экономически выгод

ными

ными

ными.

По мнению советских специалистов (А. Г. Банников, Макеев и др.), при создании оптимальных условий содержания змей в серпентариях яд от них можно получать в течение 10—15 лет. Если учесть, что сейчас змеи живут в серпентариях всего около года, то, очевидно, есть немалые резервы для совершенствования

ными.

По мнению советских специалистов (А. Г. Банников, Макеев и др.), при создании оптимальных условий содержания змей в серпентариях яд от них можно получать в течение 10—15 лет. Если учесть, что сейчас змеи живут в серпентариях всего около года, то, очевидно, есть немалые резервы для совершенствования

этого метода.

Потребности в животных ядах непрерывно возрастают. Сейчас в сферу внимания специалистов различного профиля вовлечены не только традиционные продуценты ядов (змеи, пчелы), но и яды скорпионов, пауков и многих морских животных. Не случайно одна из крупнейших швейцарских фармацевтических фирм Hoffmann La-Roch содержит лабораторию в Австралии для биохимического изучения обитателей Большого Кораллового Рифа.

В нашей стране большое внимание уделяется комплексному использованию морских организмов — источников высокоэффективных токсинов и лекарственных средств (И. С. Гурин, И. С. Аж- енхин, 1981).

Хорошие перспективы имеет и создание скорпионариев — свое- ' образных «скорпионьих ферм», предназначенных для длительного содержания скорпионов и получения от них яда.

Критически оценивая перспективы рационального использования ядовитых животных и их ядов, следует иметь в виду, что современный этап их эксплуатации человеком — это, по существу, этап начальный.

Разведка мест массового обитания продуцентов зоотоксинов, их отлов в больших количествах, связанный с изучением химической природы ядов и использованием их в качестве сырья, представляет значительные трудности. Необходимо стремиться к созданию качественной перестройки, когда во главу угла будет положен принцип получения синтетических аналогов токсинов с заданными свойствами.

Глава2Глава2ЯДОВИТЫЕ ПРОСТЕЙШИЕ (PROTOZOA)

Глава

2

Глава

2

Сильные природные токсины, вызывающие тяжелые отравления человека и животных, были обнаружены в последние 10—15 лет у свободноживущих простейших, относящихся к отряду Dinofla- gellata (подкласс Phytomastigina), с биологией которых связано такое экологическое явление, как «красные приливы».

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАТОГЕННЫХ ОРГАНИЗМОВ «КРАСНОГО ПРИЛИВА»

«Красным приливом» называют бурное размножение динофлагеллят, окрашивающих воду в ржаво-красный цвет, наблюдаемое иногда на огромных акваториях. Красное «цветение» воды известно с древнейших времен. Об этом явлении писали Гомер и Тацит, Кук и Дарвин. Систематическое изучение «красных приливов» началось более 100 лет назад и тем не менее до сих пор нет единого мнения о причинах, вызывающих массовое размножение динофлагеллят. Трудности изучения «красных приливов» связаны со стихийностью их возникновения, сложностью прогнозирования и относительно коротким периодом существования. Интересное само по себе явление имеет и важное практическое значение, связанное с гибелью большого числа рыб и других организмов, оказавшихся в зоне «цветения» воды. Не менее значительно и другое обстоятельство, обусловленное тем, что очень многие моллюски (особенно двустворчатые) становятся ядовитыми в период «красных приливов». Только в 30-е годы выяснилось, что токсичность «красных приливов» связана с динофлагеллятами, относящимися к родам Gonyaulax, Gymnodlnium, Peridinium и др. (рис. 1; табл. 2).

За последние годы накопились данные, указывающие на связь между участившимися случаями загрязнения морской воды и появлением «красных приливов». С этим же можно связать «цветение» морской воды после обильных дождей, когда увеличившийся сток рек приносит в море продукты отходов промышленных предприятий и больших городов. Одним из факторов, стимулирующих «цветение» динофлагеллят, является увеличение концентрации железа в воде, что и предлагается некоторыми учеными в качестве прогностического показателя возможности возникновения

Таблица 2. Видовой состав динофлагеллят во время«красных приливов» (по Боуер и др., 1981)

ВидыВидыРайон наблюденияРайон наблюденияГодГод[Gonyaulax catenella G. catenella G. monilata G. polihedra G. tamarensis G. excavata Gymnodinium breve Gymnodinium sp. 'Gymnodinium vereficum Noctiluca scintillan Pyrodinium bahamese P. phoneus[Gonyaulax catenella G. catenella G. monilata G. polihedra G. tamarensis G. excavata Gymnodinium breve Gymnodinium sp. 'Gymnodinium vereficum Noctiluca scintillan Pyrodinium bahamese P. phoneusАтлантическое побережье Канады Тихоокеанские побережье США Мексиканский залив Тихоокеанское побережье США Атлантическое побережье США Атлантическое побережье Испании Мексиканский залив Побережье Южной Африки Ла-МаншАтлантическое побережье Испании Папуа Новая ГвинеяАтлантическое побережье Канады Тихоокеанские побережье США Мексиканский залив Тихоокеанское побережье США Атлантическое побережье США Атлантическое побережье Испании Мексиканский залив Побережье Южной Африки Ла-МаншАтлантическое побережье Испании Папуа Новая ГвинеяГонконгБельгияГонконгБельгия196619721971, 197219711972, 197419761971, 1976197019681971197119721939196619721971, 197219711972, 197419761971, 1976197019681971197119721939Рис. 1. Представители ядовитых динофлагеллят:Рис. 1. Представители ядовитых динофлагеллят:А — Gymnodinium breve (Х1800); Б — Gonyaulax catenella (Х1800); В- Gonyuulax tamaren- sis (X1500); Г — Prymnesium рагиипг (X5000)А — Gymnodinium breve (Х1800); Б — Gonyaulax catenella (Х1800); В- Gonyuulax tamaren- sis (X1500); Г — Prymnesium рагиипг (X5000)

Виды

Виды

Район наблюдения

Район наблюдения

Год

Год

[Gonyaulax catenella G. catenella G. monilata G. polihedra G. tamarensis G. excavata Gymnodinium breve Gymnodinium sp. 'Gymnodinium vereficum Noctiluca scintillan Pyrodinium bahamese P. phoneus

[Gonyaulax catenella G. catenella G. monilata G. polihedra G. tamarensis G. excavata Gymnodinium breve Gymnodinium sp. 'Gymnodinium vereficum Noctiluca scintillan Pyrodinium bahamese P. phoneus

Атлантическое побережье Канады Тихоокеанские побережье США Мексиканский залив Тихоокеанское побережье США Атлантическое побережье США Атлантическое побережье Испании Мексиканский залив Побережье Южной Африки Ла-Манш

Атлантическое побережье Испании Папуа Новая Гвинея

Атлантическое побережье Канады Тихоокеанские побережье США Мексиканский залив Тихоокеанское побережье США Атлантическое побережье США Атлантическое побережье Испании Мексиканский залив Побережье Южной Африки Ла-Манш

Атлантическое побережье Испании Папуа Новая Гвинея

Гонконг

Бельгия

Гонконг

Бельгия

1966

1972

1971, 1972

1971

1972, 1974

1976

1971, 1976

1970

1968

1971

1971

1972

1939

1966

1972

1971, 1972

1971

1972, 1974

1976

1971, 1976

1970

1968

1971

1971

1972

1939

Рис. 1. Представители ядовитых динофлагеллят:

Рис. 1. Представители ядовитых динофлагеллят:

А — Gymnodinium breve (Х1800); Б — Gonyaulax catenella (Х1800); В- Gonyuulax tamaren- sis (X1500); Г — Prymnesium рагиипг (X5000)

А — Gymnodinium breve (Х1800); Б — Gonyaulax catenella (Х1800); В- Gonyuulax tamaren- sis (X1500); Г — Prymnesium рагиипг (X5000)

«красных приливов». Рост количества особей Gonyaulax catenel- 1й — наиболее массового вида в «красных приливах» северо-западной части Тихого океана — стимулируется детергентами, содержащими нитрилотриацетатную кислоту.

Для биологии динофлагеллят, как и других простейших, характерно образование покоящейся стадии — цисты. Таких цист на континентальном шельфе может насчитываться до нескольких тысяч в одном грамме песка. В какой-то непредсказуемый момент времени из крохотных цист появляется новое поколение динофлагеллят, что также может быть причиной «красного прилива».

Следует подчеркнуть, что чаще «цветение» морской воды про- - ходит при сравнительно низком титре динофлагеллят и в дневное время может быть и не .обнаружено. Однако ночью в результате люминесценции, присущей этим организмам, их скопления отчетливо видны в виде огоньков, вспыхивающих на гребнях волн. Ночное свечение было давно известно аборигенам Северной Аме-

рики как предупреждение о ядовитости моллюсков, питающихся планктоном. Обычно «цветение» динофлагеллят охватывает период с конца весны до осени. Именно в это время наиболее часты случаи отравления моллюсками. Для многих стран, где моллюски входят в традиционный пищевой рацион, эта проблема имеет серьезное эпидемиологическое и экономическое значение. Так, за последние 18 лет наблюдались вспышки массовых отравлений в Японии, Индонезии (о. Борнео), Испании, Италии, Франции, ФРГ, Швеции, США и Канаде (табл. 3).

Таблица 3. Видовой состав моллюсков, содержащих паралитический яд(по Боуер и др., 1981)

ВидыВидыTurbo marmorata Муа arenariaTurbo marmorata Муа arenariaMytilus californianus Mytilus edulisMytilus galloprouincialis Modiolus auriculatus Modiolus modiolus Crassostrea echinata Crassostrea gigas Ostrea edulisOstrea trapezina Spondylus americanus Spondylus butleri Spondylus ducalis Lopha cristagalli Anadara maculosa Saxidomus giganteus Saxidomus nuttalli Pinctada maximaMytilus californianus Mytilus edulisMytilus galloprouincialis Modiolus auriculatus Modiolus modiolus Crassostrea echinata Crassostrea gigas Ostrea edulisOstrea trapezina Spondylus americanus Spondylus butleri Spondylus ducalis Lopha cristagalli Anadara maculosa Saxidomus giganteus Saxidomus nuttalli Pinctada maximaРайон наблюдения

Виды

Виды

Turbo marmorata Муа arenaria

Turbo marmorata Муа arenaria

Mytilus californianus Mytilus edulis

Mytilus galloprouincialis Modiolus auriculatus Modiolus modiolus Crassostrea echinata Crassostrea gigas Ostrea edulis

Ostrea trapezina Spondylus americanus Spondylus butleri Spondylus ducalis Lopha cristagalli Anadara maculosa Saxidomus giganteus Saxidomus nuttalli Pinctada maxima

Mytilus californianus Mytilus edulis

Mytilus galloprouincialis Modiolus auriculatus Modiolus modiolus Crassostrea echinata Crassostrea gigas Ostrea edulis

Ostrea trapezina Spondylus americanus Spondylus butleri Spondylus ducalis Lopha cristagalli Anadara maculosa Saxidomus giganteus Saxidomus nuttalli Pinctada maxima

Папуа-Новая Гвинея

Атлантическое побережье от США до Великобритании и тихоокеанское побережье от США до Японии

Алеутские острова, о. Сокорро

Космополит

Средиземное море

Папуа-Новая Гвинея

Тихоокеанское побережье Северной Америки

Папуа-Новая Гвинея

Япония, северо-западная часть Тихого океана

Побережья Европы

Папуа-Новая Гвинея

Мексиканский залив

Западные Каролинские о-ва

Филиппины, Индонезия, Микронезия

Западные Каролинские о-ва

Папуа-Новая Гвинея

Побережье Сев. Америки

Побережье Калифорнии

Папуа-Новая Гвинея

В иностранной научной литературе спорадические отравления, вызываемые моллюсками, получили специальное название — «отравления паралитическими моллюсками» (paralytic shellfish poiso- ning)-

Попытки выделения и идентификации паралитического яда моллюсков увенчались успехом только в конце 50-х годов, когда Шантц и др. (1957) из моллюсков Saxidomus giganteus и Mytilus colifomianus выделили токсин, названный сакситоксином. Впоследствии сакситоксин был получен из динофлагеллят. Gonyaulax cate- nella и, таким образом, была доказана причинная связь между токсичностью моллюсков и «красным приливом».

Природные источники сакситоксина. Кроме динофлагеллят первичными продуцентами сакситоксина и его аналогов являются синезеленые водоросли Aphanizomenon flos-aquae (С. В. Горюнова и Н. С. Демина, 1974). Среди вторично-ядовитых животных, ак-

кумулирующих сакситоксин по пищевым цепям, кроме моллюсков, следует указать крабов, обитающих на коралловых рифах. Наиболее токсичны Zosimus acneus, Atergatis floridis, Platypodia granulosa, Carcinoscorpius rotundicauda и некоторые другие.

Как правило, сакситоксин накапливается в пищеварительной системе двустворчатых моллюсков. Например, у мидий (Mytilus^ до 95% сакситоксина содержится в гепатопанкреасе. С другой стороны, у S. giganteus около 70% сакситоксина задерживается В сифоне, где он может сохраняться в течение нескольких месяцев.

ЯД ДИНОФЛАГЕЛЛЯТ

Ядовитые вещества, продуцируемые динофлагеллятами, являются предметом интенсивного изучения. Кроме сакситоксина сейчас выделены и с разной степенью полноты охарактеризованы другие токсины. Здесь будут рассмотрены гониаутоксины, гимбе- ротоксин и некоторые другие.

Сакситоксин и его аналоги

Клиника и профилактика отравлений. Первые симптомы отравления сакситоксином после приема в пищу зараженных моллюсков появляются через 30 мин и выражаются в онемении языка, губ, кончиков пальцев. Прогрессивно развивается сердечно-сосудистая и дыхательная недостаточность, которая может привести к смертельному исходу через 1 —12 ч вследствие остановки дыхания. Смертельная доза сакситоксина для взрослого человека (массой 70 кг) составляет (по разным данным) 0,3—1 мг. Специфических антидотов не имеется, поэтому лечение носит симптоматический характер: искусственное дыхание, аналептики, сердечно-сосудистые средства, рекомендуется также применение внутрь бикарбоната натрия, поскольку токсины инактивируются в щелочной среде.

Важной проблемой является профилактика отравлений сакситоксином. В качестве одной из таких мер предложено пропускать через емкости с морской водой, в которой содержатся моллюски, озон или кислород. Пропускание газов в течение 72 ч приводит к снижению токсичности тканей моллюсков на 50—70%. Норвежские ученые обнаружили, что уже через 17 дн после переноса ' зараженных моллюсков из района, в котором наблюдалось «цветение» воды, в чистую воду они становились практически нетоксичными.

Химическая идентификация токсинов, вырабатываемых динофлагеллятами, весьма трудоемкая процедура. Поэтому широкое распространение приобрели методы биологического тестирования токсинов в планктоне или тканях съедобных моллюсков (последнее особенно важно при экспертизе их пригодности для продажи). Чаще всего активность сакситоксина и его аналогов выражают

а при химическома при химическомв мышиных единицах. При этом следует иметь в виду, что биологические методы, как правило, дают более высокое содержание сакситоксина, чем химические, что объясняется присутствием в исследуемых образцах (динофлагеллят или моллюсков) наряду с сакситоксином и его аналогов. Так, например, при биологическом тестировании в культуре клеток G. tamarensis было обнаружено 55—180 мкг сакситоксина на 1 г клеток, ' определении — только 7—12 мкг/т.

а при химическом

а при химическом

Химическое строение. Химическая природа сакситоксина была установлена в 60—70-е годы с помощью точных физико-химических методов — рентгеноструктурного анализа и ЯМР спектроскопии. Сакситоксин — водорастворимый дериват пурина, образующий соли с минеральными кислотами. Его молекулярная масса 372 (для дигидрохлорида), эмпирическая формула C10H27N7O4X Х2НС1. Молекула состоит из тетрагидропуринового кольца, соединенного с двумя остатками гуанидина, играющими, как будет показано, решающую роль в токсическом действии:

структура сакситоксина по данным рен1генострукт}рчого анализаструктура сакситоксина по данным рен1генострукт}рчого анализа

структура сакситоксина по данным рен1генострукт}рчого анализа

структура сакситоксина по данным рен1генострукт}рчого анализа

Кроме сакситоксина в последние годы из динофлагеллят G. tamarensis (G. excauata), Pro!оgoпуaulaх catenella были выделены токсины, очень близкие к ним по химической природе и фармакологическому действию, — гониаутоксины I—V и неосакситок-

Гониаутоксины II и III отличаются от сакситоксина заменой водорода в радикале (R) на. а-ОН- и p-OH-группы соответственно, а гониаутоксин V является карбамоил — N— сульфосакситокси-

В 1977 г. японские ученые синтезировали сакситоксин, который оказался идентичным природному токсину по своим физическим, химическим и физиологическим свойствам. В то же время вопрос о биосинтезе сакситоксина и его аналогов до сих пор остается открытым.

Изучение продуцирования сакситоксина культурой клеток G. catenella показало зависимость этого процесса от светового и температурного режимов. Замечено, что по мере роста культуры содержание сакситоксина снижается, при этом увеличение освещенности до 14 ч приводит не только к снижению скорости роста культуры, но и к уменьшению выработки сакситоксина. Добавление в среду возможных предшественников сакситоксина (гуанина, пирувата, мочевины и др.), меченных 14С, показало их накопление в культуре. Однако при последующей очистке сакситоксина гельфильтрацией и тонкослойной хроматографией было выяснено, что большинство из изученных предшественников все же в биосинтезе не участвует. Таким образом, вопрос о механизмах биосинтеза этого сакситоксина и его аналогов еще нуждается в решении.

Механизм действия. Токсичность сакситоксина существенно зависит от способа введения в организм. Так, DL50 (в мкг/кг) при энтеральном введении мышам составляет 260; внутрибрюшном — 9; внутривенном — до 3.

Существует видовая чувствительность к сакситоксину—рыбы, моллюски и амфибии более устойчивы, чем теплокровные (например, мыши). Фармакологическое действие сакситоксина связано с его нейротропной активностью. Один из наиболее грозных Симптомов отравления токсином — паралич дыхательной мускулатуры, что и послужило основой для названия «паралитический яд моллюсков». Следует подчеркнуть, что блокирующее действие сакситоксина, очевидно, развивается не только на периферическом уровне. Эксперименты, проведенные на кошках и кроликах с различными способами введения сакситоксина (внутривенное и внутрижелудочковое), показали, что он может проникать через гематоэнцефалический барьер и вызывать прямое угнетение дыхательного и сосудодвигательного центров.

Механизм действия сакситоксина был детально изучен с помощью электрофизиологических методов исследования. Экспери- • менты, проведенные на гигантских аксонах кальмара, показали, что он избирательно блокирует натриевые каналы электровозбу- Димых мембран. Примечательно, что токсин эффективен только при наружном применении, при перфузии изолированного аксона блокирования не наблюдается. Блокирующий эффект сакситоксина проявляется в низких концентрациях (^=1,2Х10~9 моль/л, рис. 2). Гуанидиновая группировка, входящая в состав его молекулы, по своим молекулярным размерам соответствует диаметру гидратированного иона Na+. На основании этих данных Као предположил, что гуанидиновая группировка входит в натриевый канал и застревает в нем, удерживаясь остальной частью молекулы.

Рис. 2. Влияние сакситоксина на максимальный натриевый ток в перехвате Ранвье одиночного миелинизированного нервного волокна лягушки (по Хилле, 1967):/ — экспериментальные данные; 2 — теоретическая кривая доза — эффектРис. 2. Влияние сакситоксина на максимальный натриевый ток в перехвате Ранвье одиночного миелинизированного нервного волокна лягушки (по Хилле, 1967):/ — экспериментальные данные; 2 — теоретическая кривая доза — эффектразмеры которой превышают диаметр канала (рис. 3). При изменении pH было установлено, что активной формой сакситоксина является катионная, однако при повышении pH более 9 он становится неэффективным..

Рис. 2. Влияние сакситоксина на максимальный натриевый ток в перехвате Ранвье одиночного миелинизированного нервного волокна лягушки (по Хилле, 1967):

/ — экспериментальные данные; 2 — теоретическая кривая доза — эффект

Рис. 2. Влияние сакситоксина на максимальный натриевый ток в перехвате Ранвье одиночного миелинизированного нервного волокна лягушки (по Хилле, 1967):

/ — экспериментальные данные; 2 — теоретическая кривая доза — эффект

Рис. 3. Гипотетический механизм блокирования сакситоксином натриевого канала элек- тровозбудимой мембраны (по " Хилле, 1975)

Применение сакситоксина в нейробиологии. Высокая специфичность взаимодействия этого токсина с натриевыми каналами позволила успешно использовать его в качестве «инструмента» для количественной оценки плотности каналов в мембранах. С помощью меченного 3Н сакситоксина было установлено, что в мембране блуждающего нерва кролика на 1 мкм2 «упаковано» 110 натриевых каналов, а в аксоне омара — около 90 каналов на 1 мкм2. Эти данные имеют важное значение для нейрофизиологии и молекулярной биологии. Именно с помощью сакситоксина и подобных ему токсинов (тетродотоксина, ТТХ) были оценены молекулярные размеры устья натриевого канала, которые, по данным Хилле (1972), составляют 0,3x0,5 нм. Устье образовано кольцом атомов кислорода и имеет одну карбоксильную группировку, определяющую катионную селективность поры. Используя этот токсин в качестве «маркера», группа исследователей из университета Вашингтона (США) выделила и охарактеризовала компоненты натриевого канала электровозбудимой мембраны, специфически связывающиеся с сакситоксином, т. е. рецептор сакситоксина. Солюбилизированный рецептор, выделенный из синапто- сом мозга крысы, с молекулярной массой 316 000±63 000 в результате 750-кратной очистки ионообменной хроматографией имеет специфическую активность 1488 пмоль/мг. Дальнейшее изучение показало, что рецептор содержит одну субъединицу а (Мг~ ~ 270 000) и 2 субъединицы р (pi с ;ИГ —39 000 и р2 с ТИг~37 000).

Выяснение механизма действия сакситоксина позволило использовать его для создания новых высокоэффективных лекарственных препаратов местных анестетиков. Возможно, он найдет

применение и как противоопухолевый препарат, так как оказалось, что опухолевые клетки более чувствительны к нему, чем нормаль

ные.

Гимберотоксин и другие токсины

Во время «красного прилива» кроме Gonyaulax патогенными свойствами обладают и другие динофлагелляты, из которых наибольшее значение имеет Gymnodinium breve. Токсины, вырабатываемые G. breve (гимберотоксины), вызывают массовую гибель рыб; предполагается, что токсины повреждают механизм избирательной проницаемости жаберного аппарата. У людей при отравлении гимберотоксином наблюдается воспаление слизистых оболочек, чихание, кашель, расстройство дыхания. Были предприняты попытки выделить и изучить токсины G. breve. Для этого культуру G. breve инкубировали в искусственной среде, содержащей гиббереллиновую кислоту, что резко увеличивало скорость ее размножения. В результате к 30 сут культивирования удалось достичь концентрации клеток 80Х106 на 1 л.

Гимберотоксин вызывает гибель лягушек, рыб, мышей, причем у последних вначале наблюдаются судороги, охватывающие мускулатуру тела, а затем развивается паралич. В дозе 20 мкг/мл нейротоксин блокирует проведение возбуждения по изолированному нерву лягушки (рис. 4). При внутривенном введении лягушке (150 мкг) он приводит к остановке сердца на фоне стойкой деполяризации сердечной мускулатуры.

Структура гимберотоксинов пока неизвестна. Для них предложена формула С54Н90О14 и высказано предположение, что они могут образовывать комплекс с ионами кальция.

Из динофлагеллят Ptycho- dtscus brevis, размножающихся во время «красного прилива» у берегов Флориды, выделены два липофильных токсина, характеризующихся высокой токсичностью — 0,094 мкг/кг. Симптомы отравления лабораторных животных

цмкНмлцмкНмлI . I *1111—1—1—О 60 120 180 740 300 360 420 480 540 600I . I *1111—1—1—О 60 120 180 740 300 360 420 480 540 600Рис. 4. Влияние нейротоксической фракции из Gymnodinium breve на возбудимость изолированного большеберцового нерва лягушки Rana pipiens (по Эбботу и Пастеру, 1972):на оси абсцисс — время, необходимое для угнетения амплитуды ПД на 50%Рис. 4. Влияние нейротоксической фракции из Gymnodinium breve на возбудимость изолированного большеберцового нерва лягушки Rana pipiens (по Эбботу и Пастеру, 1972):на оси абсцисс — время, необходимое для угнетения амплитуды ПД на 50%включают гиперсаливацию, рп-

цмкНмл

цмкНмл

I . I *1111—1—1—

О 60 120 180 740 300 360 420 480 540 600

I . I *1111—1—1—

О 60 120 180 740 300 360 420 480 540 600

Рис. 4. Влияние нейротоксической фракции из Gymnodinium breve на возбудимость изолированного большеберцового нерва лягушки Rana pipiens (по Эбботу и Пастеру, 1972):

на оси абсцисс — время, необходимое для угнетения амплитуды ПД на 50%

Рис. 4. Влияние нейротоксической фракции из Gymnodinium breve на возбудимость изолированного большеберцового нерва лягушки Rana pipiens (по Эбботу и Пастеру, 1972):

на оси абсцисс — время, необходимое для угнетения амплитуды ПД на 50%

норрею, дефекацию, вялый паралич мышц, заканчивающийся смертью от остановки дыхания. Токсины обладают также цитотоксическим действием. Из динофлагеллят Gambierdiscus toxicus выделены сигуатоксин и маитотоксин — токсины, вызывающие си- гуатеру (см. гл. 10).

Глава3Глава3ЯДОВИТЫЕ ГУБКИ (SPONGIA)

Глава

3

Глава

3

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Губки (Spongia)—многоклеточные животные, своеобразие строения и развития которых долгое время не позволяло зоологам прийти к единому мнению о местоположении губок в системе животного мира.

В современной фауне насчитывается около 5000 видов губок. Огромное их большинство относится к морским животным; некоторые живут в пресной воде. Подавляющее число видов — обитатели теплых морей, где они распространены, начиная от литорали и кончая огромными глубинами (до 6 тыс. м). Немало видов встречается в высоких широтах вплоть до Северного Ледовитого океана.

Внешний вид губок весьма' разнообразен. Одиночные организмы имеют обычно цилиндрическую или бочковидную форму тела; колонии же (что характерно для большинства видов губок) могут быть самого различного строения — корковидные, шаровидные, цилиндрические, ветвящиеся или стебельчатые (рис. 5). Характерной чертой организации губок является система каналов,

Рис. 5. Губки (по Холстеду, 1965):Л - Sycon clliatum; Б — Suberites domuncula пронизывающих стенку тела и обеспечивающих обмен между внешней средой и парагастральной полостью.Губки — весьма активные бпофильтраторы, некоторые из них способны пропускать через свое тело десятки и сотни литров воды в сутки, выбрасывая ее из своих устьев на расстояние в несколько десятков сантиметров. Это свойство губок играет определенную роль для их защиты от врагов, поскольку вместе с током воды выбрасываются продукты метаболизма, часто обладающие ядовитыми свойствами. Известно, что мелкие беспозвоночные, приближаясь кРис. 5. Губки (по Холстеду, 1965):Л - Sycon clliatum; Б — Suberites domuncula пронизывающих стенку тела и обеспечивающих обмен между внешней средой и парагастральной полостью.Губки — весьма активные бпофильтраторы, некоторые из них способны пропускать через свое тело десятки и сотни литров воды в сутки, выбрасывая ее из своих устьев на расстояние в несколько десятков сантиметров. Это свойство губок играет определенную роль для их защиты от врагов, поскольку вместе с током воды выбрасываются продукты метаболизма, часто обладающие ядовитыми свойствами. Известно, что мелкие беспозвоночные, приближаясь к

Рис. 5. Губки (по Холстеду, 1965):

Л - Sycon clliatum; Б — Suberites domuncula пронизывающих стенку тела и обеспечивающих обмен между внешней средой и парагастральной полостью.

Губки — весьма активные бпофильтраторы, некоторые из них способны пропускать через свое тело десятки и сотни литров воды в сутки, выбрасывая ее из своих устьев на расстояние в несколько десятков сантиметров. Это свойство губок играет определенную роль для их защиты от врагов, поскольку вместе с током воды выбрасываются продукты метаболизма, часто обладающие ядовитыми свойствами. Известно, что мелкие беспозвоночные, приближаясь к

Рис. 5. Губки (по Холстеду, 1965):

Л - Sycon clliatum; Б — Suberites domuncula пронизывающих стенку тела и обеспечивающих обмен между внешней средой и парагастральной полостью.

Губки — весьма активные бпофильтраторы, некоторые из них способны пропускать через свое тело десятки и сотни литров воды в сутки, выбрасывая ее из своих устьев на расстояние в несколько десятков сантиметров. Это свойство губок играет определенную роль для их защиты от врагов, поскольку вместе с током воды выбрасываются продукты метаболизма, часто обладающие ядовитыми свойствами. Известно, что мелкие беспозвоночные, приближаясь к

Ядовитые вещества,Ядовитые вещества,губкам, теряют подвижность и становятся их добычей.

Ядовитые вещества,

Ядовитые вещества,

выделяемые' губками, защищают их не только от инвазии микроорганизмами, но и отпугивают многих хищников. В коралловых рифах, где губки служат пищей для многих рыб, ядовитых видов гораздо больше, чем в высоких широтах, где рыбы реже используют губок для пищи. Например, на широте штата Вашингтон (США)—38° с. ш„ ядовитыми для коралловых рыб были 9% исследованных губок. Однако уже на 19° с. ш. (Мексика) число ядовитых видов губок возросло до 75%.

ЯД ГУБОК

Химический состав и механизм действия. Биологические вещества, выделенные из губок, можно разделить на токсины цитостатики и антибиотики (И. С. Гурин, И. С. Ажгихин, 1981). Таблица 4 дает представление о распределении биологически активных веществ в некоторых губках, обитающих у побережья Ямайки.

Таблица 4. Биологически активные вещества губок (по Хашимото, 1979)

Виды

Антибиотики

Ихтиотоксины

Цитотоксины

Haliclona erina

+

И. rubens

+

+

Verongia ar с he ri Hemeciuon sp. Fotrochota birotulata

Verongia sp.

+ +

+

-U

+

По своей химической природе физиологически активные вещества губок относятся к изопреноидам, из которых изучено свыше 50 фурановых, гидрохиноновых и изонитрильных сесквитерпенои- дов. Среди них много соединений, обладающих противомикробной активностью. Антибиотическим действием характеризуется и большая группа гетероциклических соединений, выделенных из этих организмов. Кроме того, в губках обнаружены ароматические вещества, стерины, биогенные амины, белки, имеющие биологическую активность.

Токсины. Первые систематические исследования по токсичности губок принадлежат, очевидно, Рише (1906), который исследовал действие спиртовых экстрактов, полученных из губки Suberiies domuncula. Выделенный из экстракта токсин был назван им су- беритином. Внутривенное введение суберитина собакам и кроликам вызывает у них рвоту, расстройство желудочно-кишечного Тракта, прострацию, нарушение координации движения и дыхания. Смертельная доза суберитина для собак составляет 10 мг/кг. При Вскрытии обнаруживаются диффузные очаги геморрагии во внутренних органах. Однако суберитин не токсичен при введении через рот. Кроме того, нагревание до 80° С инактивирует его токсичность.

Кариелло и Цаннети в 1979 г. вновь обратились к этому объекту. Поместив губку S. domuncula под пресс, авторы получили сок, из которого после фракционного осаждения и гель-фильтрации, на сефадексах был получен белок с молекулярной массой ~ 28 000, гомогенный по данным электрофореза, также получивший название суберитин.

Нейротоксическая активность суберитина зависит от остатков триптофана в его молекуле. Специфическая модификация триптофановых остатков с помощью фотоаффинной метки снижала его нейротоксичность до 13% от исходного значения.

Изучение физиологической активности суберитина показало, что он обладает гемолитическим действием, вызывает паралич у крабов и способен гидролизовать АТФ.

Токсическими свойствами характеризуются и некоторые Другие губки. Холстед указывает, что рыбы, моллюски или крыбы, помещенные в ведро с водой, где находится губка Tedania toxica- Its, погибали менее чем за 1 ч. Некоторых губок, например Т. ignis и Fibulia noliiangere, не рекомендуется брать в руки, так как они вызывают дерматиты. Следует также указать на сильный деполяризующий агент, выделенный из водного экстракта губки Н. rubens, химическая природа которого пока не установлена.

Цитотоксины и цитостатики. Большой теоретический и практический интерес представляют антимикробные, цитотоксические и цитостатические вещества, выделенные из губок. Спиртовой экстракт из губки S. inconstans в концентрации 60 мкг/мл, добавленный к культуре клеток HeLa, полностью тормозил рост культуры с одновременным уменьшением содержания ДНК в клетках. Фазово-контрастная и электронная микроскопия показали, что цитотоксическое действие этого экстракта сопровождается фрагментацией цитоплазмы и кариоплазмы, разрывами клеточных и ядерных мембран. Еще более активный цитотоксический агент дезацетилскаларадиал был выделен из губок Cacospongia scalaris:

Изучение активности на клетках линии L-1210 показало, что его ED5o составляет всего 0,58 мкг/мл.

Гетероциклические соединения, продуцируемые некоторыми губками, представляют интерес как обладающие противоопухолевым действием. Халитоксин и халитоксин R

хадятоксин Rхадятоксин R

хадятоксин R

хадятоксин R

выделенные из губок Н. rubens, Н. viridis, тормозят рост экспериментальных опухолей у мышей и существенно продлевают их жизнь. Так, введением мышам с асцитной опухолью халитоксина в дозе 50 мкг/г привело к полному ингибированию роста опухоли у 30% животных.

Уже первые данные о противоопухолевом и цитостатическом действии биологически активных веществ губок стимулировали активный поиск новых соединений. В настоящее время из губок Получен широкий спектр веществ, обладающих противоопухолевым действием. Одним из первых был получен арабинозилцитозин, являющийся аналогом природных нуклеозидов, найденных в губке Cryptotethya crypta. Он эффективно подавлял развитие саркомы 180, карциномы Эрлиха и лейкемии L-1210.

Среди других биологически активных веществ губок отметим ароматические бромпроизводные, обладающие противомикробной активностью, например аэроплизинин из губок Карибского моря (Verongia sp), бромфенолы из Dysidea herbacea, n-оксифенилаце- тамид из губки Anthosigmella Darians, обладающий цитостатическим действием. Стереоизомеры аэроплизинов — эффективные мембранотропные вещества, что проявляется, в частности, в ингибировании активности АТФ-азы микросомальной фракции мозга.

* *

*

Губки — это типичные пассивно-ядовитые животные, использующие для защиты от врагов свои токсические метаболиты. Ядовитость губок наряду с обладанием жестким скелетом, делающим их малосъедобными, обеспечило сохранение до наших дней этой наиболее примитивной группы многоклеточных животных. Губки могут служить удобной моделью для изучения эволюционных механизмов4 биогенеза физиологически активных соединений с селективными свойствами (антибиотики, цитостатики).

Для человека губки не представляют существенного эпидемиологического значения, за исключением, может быть, тех видов, которые вызывают дерматиты при непосредственном контакте. Во сяком случае это обстоятельство должны учитывать рыбаки, пловцы, аквалангисты и др.

Глава4Глава4ЯДОВИТЫЕ КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ (COELENTERATA)

Глава

4

Глава

4

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Кишечнополостные насчитывают около 9000 видов. Это преимущественно морские организмы, лишь некоторые из них адаптировались к пресной воде. Характерной особенностью кишечнополостных является наличие стрекательных клеток (книдобластов, или нематоцитов), вырабатывающих ядовитый секрет и служащих для умерщвления добычи и защиты от врагов. Этими клетками обладают оба поколения в цикле развития кишечнополостных — полип и медуза. Если полипы в подавляющем большинстве — сидячие формы, обитающие чаще всего на сравнительно небольших глубинах и предпочитающие скальные грунты (в частности, актинии, мадрепоровые кораллы), то медузы — это свободно плавающие организмы (рис. 6).

Все кишечнополостные — хищники. Пищей им служат самые разнообразные животные, начиная от мелких планктонных рачков (мадрепоровые кораллы, гидроидные медузы) и кончая рыбами (актинии, сцифоидные медузы).

Ядовитый аппарат кишечнополостных. Книдобласты, или нематоциты, содержат очень мелкие внутриклеточные структуры сферической, овальной или веретенообразной формы — нематоцисты. Нематоциста состоит из капсулы и за- ключенной в ней полой инти, замкнутой на одной стороне, как бы вывернутой наизнанку и закрученной в спираль (рис. 7). Выстреливание нематоцисты заключается в быстром выбрасывании нитевидного отростка. У покоящейся нематоцисты та ее часть, через которую выбрасывается нить, обычно покрыта крышечкой. На наружном конце книдобласта образуется щетинковидный отросток— книдоциль. Нематоцисты кишечнополостных делятся на две большие группы: спироцисты Zoantharia, представляющие собой окрашивающиеся кислыми красителями тельца, снабженные особыми адгезивными нитями, и окрашивающиеся основными красителями собственно нематоцисты. Последние широко распространены у самых разных групп кишечнополостных. Собственно нематоцисты бывают различных типов, отличающихся строением их выстреливающих нитей. У нематоцист некоторых видов, например вольвент, замкнутая на верхнем конце нить свернута в плотную спираль и при выстреливании обвивается вокруг щетинок или фибрилл жертвы. Другие виды имеют нематоцисты с острыми наконечниками и, как принято считать, вонзаются в добычу, инъецируя в нее токсическое вещество. Нити этих нематоцист обычно покрыты шипами, расположенными в три спиральных ряда. При помощи этих шипов они прочно закрепляются в тканях, в которые проникли. Способность нитей, 36

по крайней мере некоторых типов, прободать ткани настолько велика, что они могут проникать даже в хитинизированную кутикулу беспозвоночных.

среды. Реакция выстреливания повышение чувствительности ксреды. Реакция выстреливания повышение чувствительности к' Рис. 6? Представители ядовитых кишечнополостных (по Холстеду, 1965): А — Cyanea capillata; Б — Chrysaora quinquecirrha; В — Physalia utriculus; Г — Actinia equina; Д — Chironex fleckeri; E — Anemonia sulcata' Рис. 6? Представители ядовитых кишечнополостных (по Холстеду, 1965): А — Cyanea capillata; Б — Chrysaora quinquecirrha; В — Physalia utriculus; Г — Actinia equina; Д — Chironex fleckeri; E — Anemonia sulcataНематоцисты могут выстреливать при изменении химизма окружающей носит контактно-химический характер, причем механическому раздражению под действием хи-

среды. Реакция выстреливания повышение чувствительности к

среды. Реакция выстреливания повышение чувствительности к

' Рис. 6? Представители ядовитых кишечнополостных (по Холстеду, 1965): А — Cyanea capillata; Б — Chrysaora quinquecirrha; В — Physalia utriculus; Г — Actinia equina; Д — Chironex fleckeri; E — Anemonia sulcata

' Рис. 6? Представители ядовитых кишечнополостных (по Холстеду, 1965): А — Cyanea capillata; Б — Chrysaora quinquecirrha; В — Physalia utriculus; Г — Actinia equina; Д — Chironex fleckeri; E — Anemonia sulcata

мического происходит почти мгновенно. Интенсивное механическое раздражение нематоцист индифферентными объектами вызывает лишь слабый ответ (примером могут служить случаи симбиоза крупных актиний с рыбками, свободно передвигающимися среди щупалец актиний и находящими здесь защиту от врагов), тогда как слабого механического раздражения естественной пищеи оказывается достаточно, чтобы вызвать ее выстреливание.

Что касается механизма выстреливания нематоцист, то он еще до конца не выяснен. Предполагается, что выброс нити вызывается повышением давле-

ния внутри капсулы в результате поступления туда воды при раздражении или сокращении связанной с ней фибриллярной сети. Нематоцисты Metridium sp., по-видимому, выстреливают вследствие поступления воды, выстреливание нематоцист Physalia, очевидно, связано с сокращением фибрилл нематоцита'. Счита-

Рис. 7. Строение стрекательной клетки (книдобласта) кишечнополостных (по Холстеду, 1965): •Л — в покоящемся состоянии; Б — с выброшенной стрекательной нитью; 1 — ядро; 2 — книдобласт; 3 — ядовитая капсула; 4— стрекательная нить; 5— крышечка; 6 — книдоциль; 7 — шипыРис. 7. Строение стрекательной клетки (книдобласта) кишечнополостных (по Холстеду, 1965): •Л — в покоящемся состоянии; Б — с выброшенной стрекательной нитью; 1 — ядро; 2 — книдобласт; 3 — ядовитая капсула; 4— стрекательная нить; 5— крышечка; 6 — книдоциль; 7 — шипыется, что жгутик книдоциля играет роль механорецептора, возбуждающего стрекательную клетку. Однако у многих Anthozoa книдоцили отсутствуют. Видимо рецепторной областью служит вся поверхность книдобласта.

Рис. 7. Строение стрекательной клетки (книдобласта) кишечнополостных (по Холстеду, 1965): •

Л — в покоящемся состоянии; Б — с выброшенной стрекательной нитью; 1 — ядро; 2 — книдобласт; 3 — ядовитая капсула; 4— стрекательная нить; 5— крышечка; 6 — книдоциль; 7 — шипы

Рис. 7. Строение стрекательной клетки (книдобласта) кишечнополостных (по Холстеду, 1965): •

Л — в покоящемся состоянии; Б — с выброшенной стрекательной нитью; 1 — ядро; 2 — книдобласт; 3 — ядовитая капсула; 4— стрекательная нить; 5— крышечка; 6 — книдоциль; 7 — шипы

Для выделения невыстреливающих нематоцист применяют несколько методов. Один из них заключается в аутолизисе щупалец при 4° С в течение 24—48 ч. Образовавшийся гомогенат затем профильтровывают. Таким способом из 3,8 л гомогената аутолизированных щупалец физалии можно получить ~ 1 кг конечного продукта, содержащего 55 000 000 заряженных нематоцист. Другой метод заключается в замораживании щупалец жидким азотом с последующим оттаиванием и экстрагированием нематоцист 7%-ной сахарозой или фосфатным буфером при pH 6,3 на холоду. «Существуют и другие способы их выделения, однако нужно иметь в виду, что качественный со

став яда изолированных нематоцищ и щупалец различается, чем, видимо, и объясняются некоторые отличия в химическом составе яда, полученного разными исследователями.

ЯД ГИДРОИДНЫХ МЕДУЗ И ПОЛИПОВ (HYDROZOA)

Гидроидными медузами и полипами называют кишечнополостных, относящихся к низшему классу Coelenterata — Hydrozoa. Гидрозои делятся на два подкласса Hydroidea и Siphonophora, характерными ядовитыми представителями которых являются соответственно медуза «крестовичок» Gonionemus и сифонофора Physalia.

Подкласс Гидроидные (Hydroidea)

В качестве примера рассмотрим гидромедузу Gonionemus иег- tens, токсическое действие которой подробно описали Пигулев- ский, Мигас и др. Это небольшая медуза, колокол взрослых особей достигает 25 мм в диаметре, по краю колокола расположено около 80 щупалец. Медузы придерживаются небольших глубин и в период полового размножения близко подходят к берегу (в СССР — вблизи Владивостока).

Клиника отравления. Клиническая картина поражения «кресто- вичком» характеризуется резкой болью, гиперемией в местах 38

«ожога», на которых через 10—15 мин появляется сыпь. Характерный симптом — выраженное падение тонуса мышц конечностей, постепенно атония распространяется и на дыхательную мускулатуру. Больные часто жалуются на мучительные боли в конечностях, пояснице. По мере развития отравления у некоторых больных развивается кратковременная слепота, глухота, помрач- нение сознания, психомоторное возбуждение, бред и галлюцинации. Поражение ЦНС весьма характерно при отравлении ядом «кре- стовичка». Пострадавших беспокоят кошмарные сновидения, они часто отказываются от пищи, плаксивы, раздражительны и в то же время характерно полное безразличие, автоматическая подчи- няемость, замкнутость. В тяжелых случаях возникают делириоз- ные расстройства, продолжающиеся в течение нескольких суток. Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются тахикардия И незначительное повышение АД в начале заболевания. Лечение носит симптоматический характер.

Химический состав и механизм действия. Экспериментальное изучение яда G. vertens показало, что он избирательно блокирует Н-холинореактивные системы нейромышечных синапсов и парасимпатических ганглиев, симпатические ганглии оказались менее чувствительны к действию яда. Холиномиметическое действие яда может усиливаться и за счет его антихолинэстеразного действия. Яд обладает гистаминлибераторным действием, а также повышает содержание серотонина в мозге мышей. Серотонинпотенцирую- щее действие яда «крестовичка» во многом может объяснить психотические симптомы в клинической картине отравления.

Сильную жгучую боль вызывают также гидрокораллы сем. Milleporidae, обычные в тропических коралловых рифах. Из нематоцист Millepora tenera выделены белковые компоненты, обладающие летальной, гемолитической и дермонекротической активностью. DL50 для мышей токсина М. tenera составила 40 мкг бел- ка/кг. Один миллилитр сыворотки кроликов, предварительно иммунизированных ядом миллепоры, нейтрализует 50 некротических и 1550 гемолитических доз яда.

Подкласс Сифонофоры (Siphonophora)

Сифонофоры — колониальные животные, в состав которых входят как полипоидные, так и медузоидные особи. Физалия (Phy- salia physalis)—характерный представитель сифонофор — распространена в тропических и субтропических зонах Атлантического океана, другие виды обитают в Тихом и Индийском океанах. Плавательный пузырь или пневматофор физалий ярко окрашен, и дрейф физалии по ветру напоминает маневры парусной флотилии, что и послужило основанием называть их «португальский военный кораблик» (portuguese man-of-war). Стрекательные клетки расположены на длинных щупальцах-арканчиках питающихся полипов (гастрозоидов), расположенных под пневматофором.

Клиника отравления. «Ожоги», вызываемые физалией, причиняют сильную боль и местное поражение кожи. В тяжелых случаях наблюдаются расстройства дыхания, сердечной деятельности, судороги, иногда летальный исход. Лечение симптоматическое.

Химический состав и механизм действия. Экспериментальная картина отравления характеризуется сильной болью на месте инокуляции яда, атаксией, постепенным развитием вялого паралича, охватывающего и дыхательную мускулатуру. Вследствие этого развивается одышка, наблюдаются непроизвольные дефекация и мочеиспускание, перед наступлением смерти могут быть судороги аноксической природы. При вскрытии обнаруживаются ишемические легкие, сердце, остановленное в систоле, очаги геморрагии В брюшной полости. В зависимости от способа приготовления яда его DL50 для мышей может составить 50—70 мг/кг.

В составе яда обнаружены АТФ-аза, неспецифическая аминопептидаза, РНК-аза, ДНК-аза, АМФ-аза и фибринолизин. В высоких концентрациях яд физалий проявляет фосфолипазную активность. Летальный эффект вызывается белковым фактором с молекулярной массой ~ 150 000, который при разделении дает серию белковых фракций, еще не изученных с достаточной степенью точности.

Фармакологические эффекты ядов довольно разнообразны. Яд токсичен для позвоночных и беспозвоночных животных, вызывает сокращение гладкой мускулатуры, возможно, за счет кининоподобного действия. На нервно-мышечную передачу в скелетной мускулатуре яд действует слабо, но в высоких дозах блокирует. В дозах 100—300 мкг/кг экстракт нематоцист физалии вызывает

кратковременную дозазависимую гипотензивную реакцию у крыс. Кардиотоксическое действие экстракта проявляется в увеличении интервала Q—Т, укорочении

интервала Р—R и инверсии зубца Р. Летальные дозы яда вызывали развитие атриовентрикулярного блока.Яд физалий обладает вырд-интервала Р—R и инверсии зубца Р. Летальные дозы яда вызывали развитие атриовентрикулярного блока.Яд физалий обладает вырд-Рис. 8. Влияние яда медузы Physalia на высвобождение гистамина из изолированных тучных клеток крысы в отсутствие (/) и присутствии (2) ионов кальция (по Флауерсу и Хессингеру, 1981).Рис. 8. Влияние яда медузы Physalia на высвобождение гистамина из изолированных тучных клеток крысы в отсутствие (/) и присутствии (2) ионов кальция (по Флауерсу и Хессингеру, 1981).женными мембранотропными свойствами. В экспериментах in vitro яд приводит к деструкции митохондрий, лизосом, саркоплазматического ретикулума. Инкубация изолированных тучных клеток крысы с ядом физалии (ED50 5 мкг/мл) способствует высвобождению из них гистамина. Особенность гистаминлибератор- ного действия яда заключается в том, что этот эффект не зависит от Са2+ (рис. 8) и у него отсутствует температурный оптимум. Кроме того, одновременно с ги-

интервала Р—R и инверсии зубца Р. Летальные дозы яда вызывали развитие атриовентрикулярного блока.

Яд физалий обладает вырд-

интервала Р—R и инверсии зубца Р. Летальные дозы яда вызывали развитие атриовентрикулярного блока.

Яд физалий обладает вырд-

Рис. 8. Влияние яда медузы Physalia на высвобождение гистамина из изолированных тучных клеток крысы в отсутствие (/) и присутствии (2) ионов кальция (по Флауерсу и Хессингеру, 1981).

Рис. 8. Влияние яда медузы Physalia на высвобождение гистамина из изолированных тучных клеток крысы в отсутствие (/) и присутствии (2) ионов кальция (по Флауерсу и Хессингеру, 1981).

стамином высвобождается цитоплазматический маркер — лактатдегидрогеназа, что указывает на цитолитический механизм действия яда физалии. Характерным свойством яда является увеличение транспорта натрия через изолированную кожу лягушки, однако этот эффект наблюдается только при воздействии на дерму, но не на эпидермис. Гемолитические компоненты в яде не выявлены. Яд обладает слабыми антигенными свойствами, поэтому получение антисывороток с высоким титром антител представляет определенные трудности даже при использовании адъювантов.

ЯД СЦИФОИДНЫХ МЕДУЗ (SCYPHOZOA)

К классу сцифомедуз относится сравнительно небольшое число видов (около 200), среди которых встречаются очень опасные. Они широко распространены в Мировом океане, встречаясь от Австралии (кубомедузы) до наших северных морей (дискомедузы). Эпидемиологическое значение имеют представители отрядов Cubomedusae, Semaeostomeae и Rhizostomida.

Отряд Кубомедузы (Cubomedusae)

- Кубомедузы — обитатели прибрежных теплых вод Австралии, Индонезии (Chironex, Chiropsalmus) Африки (Carybdea). Наибольшую опасность представляет Chironex fleckeri.

Клиника отравления. На побережье Австралии зарегистрировано много клинических случаев поражения медузой Ch. fleckeri («морская оса»), закончившихся смертельным исходом, причем смерть наступала в течение нескольких минут. Симптомы отравления характеризуются резкой жгучей болью, на пораженной коже развивается папулезный дерматит с последующим изъязвлением и некрозом тканей. В тяжелых случаях отмечаются адинамия, спазмы скелетной и гладкой мускулатуры, нарушения дыхания и сердечной деятельности, ведущие к коллапсу и смерти. Против яда Fleckeri выпускается лечебная сыворотка. Кроме того, в Австралии предложен двухкомпонентный состав для местного лечения «ожогов», вызываемых кишечнополостными, а также против ядов насекомых, пауков, скатов. Средство состоит из хлорида или сульфата аммония и детергента — этоксилата 12—15-атомного спирта. Спирт удаляет жировой покров кожи и открывает доступ к инокулированному яду солей алюминия, вызывающих денатурацию белковых компонентов яда.

Химический состав и механизм действия. Тяжесть клинической картины отравления и сравнительно высокая частота поражений этой медузой привлекли внимание исследователей к яду хиронекс. Уже в начале экспериментального изучения этого яда было выяснено, что секрет нематоцист и ядовитый экстракт, полученный из щупалец, лишенных нематоцист, отличается по своим фармакологическим свойствам. Кроме уже описанных способов получения яда нематоцист для хиронекс были предложены и другие, в част-

ности электрическая стимуляция щупалец, провоцирующая разряд нематоцист и выделение секрета.

Яд нематоцист. В экстракте нематоцист обнаружены белки, углеводы и производные индола. Из белковой фракции удалось выделить факторы, ответственные за летальное, гемолитическое и дерматонекротическое действие яда. Целый экстракт токсичен для креветок, рыб и млекопитающих (мыши, крысы). Экстракт, полученный от 50 000 нематоцист, убивал креветок за 5—90 с, а от 25 000 нематоцист —за 2 мин. Инъекция экстракта от 35 000 нематоцист вызывает смерть у мышей через 2 мин от острой сердечной и дыхательной недостаточности. При вскрытии обнаруживаются отечные легкие с очагами геморрагии в них. Подкожное введение яда вызывает развитие некроза кожи. Внутривенная инъекция сублетальных доз яда вызывает у крыс начальное повышение АД, длящееся 10—20 с, с последующим падением АД и вторичной длительной гипертензией. Изменения, наблюдаемые в ЭКГ при введении токсических доз яда нематоцист, указывают на нарушения в проводящей системе сердца: развитие атриовентрикулярного блока с последующей фибрилляцией желудочков.

Эксперименты на изолированных органах и тканях показали, что яд нематоцист вызывает сокращение поперечно-полосатой и гладкой мускулатуры и нарушает передачу в нервно-мышечных синапсах, однако проводимость изолированного нервного ствола под действием яда не изменяется.

Яд щупалец. Экстракт, полученный из щупалец, лишенных нематоцист, несколько отличается по своим свойствам. В частности, он угнетает проведение возбуждения по изолированному нерву амфибий, вызывает начальное падение АД, не обладает дермо- некратическими свойствами. Деполяризующее действие этого экстракта на поперечно-полосатую мускулатуру гораздо слабее, чем у яда нематоцист, однако блокирующее влияние на нервно- мышечную передачу выражено сильнее. Кардиотоксическая и гемолитическая активность экстракта щупалец была сравнима с ядом нематоцист.

Характер кардиотоксического действия экстракта из щупалец Ch. fteckeri показан на рис. 9. В низких дозах он вызывал обратимое уменьшение коронарного кровотока, частоты и амплитуды сердечных сокращений. При увеличении дозы наступали необратимые изменения, которые наблюдались как in vivo, так и на изолированном сердце.

Хроматографической очисткой из экстракта щупалец был выделен белок с молекулярной массой ~ 70 000, обладающий гемолитической активностью, которая неспецифически тормозится ганглиозидами. Лизис клеточных мембран приводит к гиперкалиемии, которая может быть одной из причин развития боли. Имеются сведения о присутствии в яде гистаминлибераторов, гистамина, серотонина, кининоподобных соединений, но не обнаружены простагландины. Эти вещества также могут быть ответственны за развитие боли.

Яд хиронекс обладает антигенными свойствами, что позволило получить антисыворотки, защищающие от гомологичных ядов Chironex, Chiropsalmus, но неэффективные против гетерологичных ядов Physalia и Chrysaora.

Рис. 9. Влияние токсина медузы Stomolophus meleagris на скорость (Д), амплитуду сокращений (5) и коронарный кровоток (В) изолированного сердца морской свинки (по Тернеру и Фриману, 1969):исходный уровень принят за 100%; стрелкой отмечен момент введения токсина в дозе 0,03 м. е.Рис. 9. Влияние токсина медузы Stomolophus meleagris на скорость (Д), амплитуду сокращений (5) и коронарный кровоток (В) изолированного сердца морской свинки (по Тернеру и Фриману, 1969):исходный уровень принят за 100%; стрелкой отмечен момент введения токсина в дозе 0,03 м. е.

Рис. 9. Влияние токсина медузы Stomolophus meleagris на скорость (Д), амплитуду сокращений (5) и коронарный кровоток (В) изолированного сердца морской свинки (по Тернеру и Фриману, 1969):

исходный уровень принят за 100%; стрелкой отмечен момент введения токсина в дозе 0,03 м. е.

Рис. 9. Влияние токсина медузы Stomolophus meleagris на скорость (Д), амплитуду сокращений (5) и коронарный кровоток (В) изолированного сердца морской свинки (по Тернеру и Фриману, 1969):

исходный уровень принят за 100%; стрелкой отмечен момент введения токсина в дозе 0,03 м. е.

Очень похожая на Chironex, но несколько меньших размеров кубомедуза Chiropsalmus quadrigatus также обладает ядом с дер- матонекротическими и гемолитическими свойствами. Активность яда Chiropsalmus ниже, чем у Chironex.

Отряд Дискомедузы (Semaeostomeae)

Наиболее изученными и опасными представителями дискомедуз являются «морская крапива» Chrysaora quinquecirrha, цианея Cyanea capillata и пелагия Pelagia noctiluca.

Клиника отравления ядом Chrysaora quinquecirrha. Хризаора распространена в субтропических и тропических водах Индийского, Атлантического и Тихого океанов. Чаще встречается в теплых прогретых верхних слоях прибрежных вод. «Морская крапива» вызывает мучительные «ожоги» с возникновением папулезного и эритематозного дерматитов и явлений некроза. В тяжелых случаях развивается сердечно-сосудистая недостаточность. Лечение симптоматическое.

Химический состав и механизм действия. В яде нематоцист обнаружен широкий набор ферментов, физиологически активных

веществ: аминов и пептидов, а также белков с летальным, кар- диотоксическим, гемолитическим и дерматонекротическим действием. Среди ферментов яда выделены ДНК-аза, РНК-аза, АТФ-аза, гиалуронидаза, кислая и щелочная протеазы и коллагеназа. Кроме того, в яде в высоких количествах содержатся простагландины, гистамин, серотонин, гистаминлибераторный фактор и кининоподобные вещества. Некоторые ферменты (ДНК-аза, кислая протеаза) получены в очищенном виде.

Экспериментальное изучение яда хризаоры выявило широкий -спектр его биологической активности. Летальный фактор для мышей — белок с молекулярной массой ~ 150 000, который, видимо, состоит из двух субъединиц, различающихся по значению изоэлектрической точки. Основной летальный компонент имеет р/ 6,3, минорный — р/ 4,0. Дерматонекротический фактор отличается от летального большей термостабильностью, а также устойчивостью к карбоксипептидазе. Гемолитическое действие связано с полипептидным фактором, активным'даже при сравнительно низких концентрациях яда.

Существуют различия в химическом составе яда, полученного ИЗ ловчих и мезентериальных щупалец хризаоры. Например, в ловчих щупальцах оказалось большее содержание летальногб и дерматонекротического фактора, а также кининоподобных веществ, чем в мезентериальных. Эти различия могут отражать функциональные особенности щупалец: обездвиживание жертвы ловчими и предварительное, переваривание мезентериальными.'

Высокая токсичность яда хризаоры связана с выраженными нейротоксическими и кардиотоксическими свойствами. Яд вызывает уменьшение амплитуды ПД изолированного нерва лягушки и блокирует передачу возбуждения через нервно-мышечный синапс. Причем в последнем случае выявляются различия в механизме действия целого яда и выделенного из него деполяризующего фактора.

Целый яд снижает амплитуду МПКП, не затрагивая частоты их возникновения. Деполяризующий фактор, напротив, вызывает резкое увеличение (с 2 до 500 с-1) частоты МПКП, что указывает на пресинаптический характер его действия. Деполяризация клеточных мембран, вызываемая этим фактором, носит обратимый характер. Кроме того, фиксация мембранного потенциала на уровне —90 мВ приводит к восстановлению параметров ПД. Все это указывает нд неспецифический механизм деполяризации, вызываемой ядом хризаоры.

Одним из существенных симптомов отравления ядом хризаоры является поражение сердечной мышцы. Электрофизиологические исследования, проведенные на изолированных волокнах Пуркинье сердца собаки, показали, что яд снижает амплитуду ПД и скорость проведения возбуждения в них. С другой стороны, папиллярные мышцы сердца оказались более устойчивыми к влиянию яда.

Повышение концентрации Са2+ в среде препятствовало раз-

витию кардиотоксического действия яда. Эти данные могут иметь определенное терапевтическое значение, поскольку токсическое действие яда связывают либо со снижением концентрации кальция, фиксированного на мебране миокардиальных клеток, либо в понижении чувствительности мебраны к кальцию.

Мембранотропное действие яда хризаоры продемонстрировано на изолированных митохондриях, лизосомах, эндоплазматическом ретикулуме, культуре клеток и др. Под влиянием яда происходит набухание и лизис митохондрий клеток печени крысы. Электронная микроскопия выявляет отчетливое нарушение целостности мембраны митохондрий и разбухание крист. Морфологические изменения сопровождаются и угнетением окислительного фосфорилирования в' митохондриях. Модификация ядом клеточных мембран приводит к возрастанию транспорта натрия через них, что показано на препаратах изолированной кожи лягушки и тонкой кишки хомячка.

. * Клиника отравления ядом Cyanea capillata. Крупная медуза, диаметр зонтика которой может достигать 2,5 м, а длина щупалец— несколько десятков метров. Распространена в холодных и теплых водах Мирового океана.

Контакт с щупальцами цианеи уже через несколько секунд .приводит к возникновению жгучей боли, к которой через 10—20 мин присоединяются симптомы поражения кожи — эритема, иногда отек, удерживающиеся от 40 мин до 48 ч. Лечение симптоматическое.

Химический состав и механизм действия. Экспериментальное изучение токсической фракции, выделенной из нематоцист цианеи, показало, что это смесь белков с молекулярной массой ~ 70 000. Ее токсины вызывали у мышей затруднение дыхания, судороги и смерть, которая при введении доз больших чем 1 DL50 наступала через 4—10 мин. При вскрытии наблюдаются застойные явления во внутренних органах и правой стенке сердца. Внутривенное введение токсина крысам в дозе 1,6 мг/кг приводит к резкому и необратимому падению АД. При инъекции меньших доз на ЭКГ можно наблюдать удлинение интервала Р— Q, снижение уровня сегмента S — Т и амплитуды волны Т, что указывает на поражение проводящей системы сердца и развитие ишемии сердечной мышцы.

На изолированных органах токсины нематоцист цианеи вызывают необратимое сокращение препаратов гладких и поперечнополосатых мышц, а также приводят к возрастанию числа аритмически сокращающихся одиночных клеток культуры тканей крысы. Аритмогенное действие токсинов проявляется в низких концентрациях (20 нг/мл), что позволяет их использовать в качестве аритмогенных агентов для тестирования активности антиаритми- ческих средств.

Pelagia noctiluca. В 1977—1979 гг. в северной части Адриатического моря наблюдалось необычное для этих вод массовое появление Р. noctiluca. Количество медуз было так велико, что они

затрудняли движение судов и нанесли урон рыболовству. Одновременно резко возросло число поражений этой медузой. Если в период с 1947 по 1975 г. было зарегистрировано 10 случаев, то только в 1978 г. таких случаев было уже 250 000. Больные жаловались на резкую боль в пораженном участке кожи. Было отмечено несколько шоковых состояний. Лечение носит симптоматический характер.

Отряд Корнеротые медузы (Rhizostomida)

Корнеротые медузы не имеют щупалец, их ротовые лопасти разветвляются, образуя многочисленные складки, сросшиеся между собой. Концы ротовых лопастей не образуют складок, а заканчиваются восемью корневидными выростами.

Rhizostoma pulmo. Обычна у нас в Черном и Азовском морях и вызывает довольно болезненные «ожоги». Из нематоцист R. pulmo выделен пептид, состоящий из 6 остатков аминокислот, названный ризостомин. У экспериментальных животных он вызывает дыхательный паралич и смерть.

Stomolophus meleagris. Токсин, выделенный из нематоцист этой медузы, обладает кардиотоксическим действием. При внут-

Рис. 10. Влияние токсина медузы Chironex fleckeri (10 мкг/мл) на транспорт натрия (ток короткого замыкания) через изолированную кожу лягушки (по Туму и Филлипсу, 1975):/ — на фоне оубаина (4 мкмоль/’л); 2 — на фоне (14 ммоль/л); 3— эффект вазопрессина (0,02 ед/мл)Рис. 10. Влияние токсина медузы Chironex fleckeri (10 мкг/мл) на транспорт натрия (ток короткого замыкания) через изолированную кожу лягушки (по Туму и Филлипсу, 1975):/ — на фоне оубаина (4 мкмоль/’л); 2 — на фоне (14 ммоль/л); 3— эффект вазопрессина (0,02 ед/мл)ривенном введении крысам и кроликам токсин приводит к развитию брадикардии. Наблюдается инверсия зубцов Р и Т на ЭКГ, уменьшение амплитуды комплекса QRS. Поражение проводящей системы сердца влечет развитие атриовентрикулярного блока, желудочковой экстрасистолии и фибрилляции желудочков в терминальную фазу отравления. В крови имеет место гипонатриемия, гиперкалиемия, гемолиз. В сублетальных дозах токсин вызывает повышение уровня лактатдегидрогеназы. Нарушение электролитного баланса крови при введении токсина свидетельствует о его влиянии на процессы трансмембранного транспорта ионов. В экспериментах на изолированной коже лягушки токсин S. meleagris увеличивал транспорт натрия аналогично вазопрессину (рис. 10). Ингибирование активного транспорта

Рис. 10. Влияние токсина медузы Chironex fleckeri (10 мкг/мл) на транспорт натрия (ток короткого замыкания) через изолированную кожу лягушки (по Туму и Филлипсу, 1975):

/ — на фоне оубаина (4 мкмоль/’л); 2 — на фоне (14 ммоль/л); 3— эффект вазопрессина (0,02 ед/мл)

Рис. 10. Влияние токсина медузы Chironex fleckeri (10 мкг/мл) на транспорт натрия (ток короткого замыкания) через изолированную кожу лягушки (по Туму и Филлипсу, 1975):

/ — на фоне оубаина (4 мкмоль/’л); 2 — на фоне (14 ммоль/л); 3— эффект вазопрессина (0,02 ед/мл)

натрия сердечным гликозидом оубаином предотвращало стимулирующий эффект токсина, тогда как тормозящий эффект повышенных концентраций ионов Са ^ был обратим при действии токсина. Дальнейшая очистка токсина S. meleagris позволила выделить фракции как стимулирующие, так и тормозящие транспорт натрия. Фракция, тормозящая транспорт натрия, имела Мг~ ^50 000, р/3,3 и обладала оубаинподобным действием, а также геморрагической активностью. Токсическое действие яда S. meleagris связано с более высокомолекулярной фракцией ~ 300 000 (DL50 32 мкг/кг), вызывающей у мышей цианоз слизистых, на- .рушение дыхания и судороги в терминальной стадии отравления. Эта же фракция усиливала транспорт Na+ через кожу лягушки. Таким образом, токсический эффект яда S. meleagris обеспечивается интегральным взаимодействием компонентов, увеличивающих перенос натрия через клеточные мембраны, и кардиотонических компонентов, блокирующих активный транспорт натрия.

ЯД КОРАЛЛОВЫХ ПОЛИПОВ (ANTHOZOA)

Коралловые полипы не образуют медуз и поэтому существуют только в полипоидном состоянии. Имеются две большие группы коралловых полипов: восьмилучевые Octocorallia и шестилучевые НехасогаШа. Восьмилучевые кораллы обладают известковым или известково-роговым скелетом. Среди шестилучевых кораллов встречаются как бесскелетные формы, например актинии (Actina- ria), так и полипы, обладающие мощным известковым скелетом,— мадрепоровые кораллы (Madreporaria). Коралловые полипы — сидячие животные, поэтому их эпидемиологическая опасность сравнительно невелика. Чаще всего «ожоги» стрекательными клетками коралловых полипов получают сборщики губок, аквалангисты, а также при заготовке мадрепоровых кораллов для хозяйственных целей.

Отряд Роговые кораллы (Gorgonaria)

Горгонарии обладают своеобразным скелетом, образованным из концентрических роговых пластинок, обычно пропитанных известью. Роговые кораллы широко распространены в Мировом океане, предпочитая мелководье особенно тропических и субтропических областей, хотя немногочисленные виды встречаются в водах Арктики и Антарктиды.

Спиртовые экстракты горгонарий обладают цитотоксичностью, а также антибактериальным действием. Изучение горгонарий рода- Lophogorgia, обитающих в прибрежных водах Мексики и Калифорнии, показало, что они продуцируют токсическое вещество, названное лофотоксином:

Лофотоксин был выделен из горгонарий L. alba, L. cuspidata, L. ri- gida (Мексика) и калифорнийской горгонарии L. chilensis. Молекулярная формула лофотоксина С22Н24О8, его структура была установлена методами масс-спектроскопии и ЯМР.

Подкожное введение этого токсина в дозе 8 мкг/г (DL50) мышам вызывает у них смерть. Симптомы отравления: атаксия, мышечный паралич и смерть от остановки дыхания. В концентрации 10-8 моль/л лофотоксин необратимо блокирует нервно-мышечную передачу. Биологические свойства во многом определяются его эпоксилактонной и фуранальдегидной группировками.

Отряд Актинии (Actinaria)

Актинии — в подавляющем большинстве одиночные морские животные, своей формой напоминающие причудливые цветы.

Клиника отравления. Стрекательные клетки актиний поражают кожу человека, вызывая зуд и жжение в месте контакта, позднее распространяющееся дальше по телу. На месте «ожога» образуется папула роговой консистенции* с последующим некрозом тканей. В тяжелых случаях развиваются лихорадка, головная боль, общая слабость. Известно также, что биологи, часто имеющие дело с актиниями, иногда страдают упорной крапивницей.

Химический состав и механизм действия. Изучение химического состава яда актиний, начатое еще в начале века Рише и др. (1903), позволило выделить из актиний Токсические вещества, названные талласином и конгестином, химическая структура которых не была установлена. В настоящее время эти термины не используются, так как из многих актиний выделены активные начала полипептидной природы, для целого ряда которых определена первичная структура. Например, первичная структура токсина АХ] из актинии Anthopleura xanthogrammica имеет следующий вид:

Гли-Вал-Сер.-Цис-Лей-Цис-Асп-Сер-Асп-Гли-Про-Сер-Вал-Арг- Гли-Асн-Тре-Лей-Сер-Гли-Тре-Лей-Трп-Лей-Тир-Про-Сер-Гли-Цис- Про-Сер-Гли-Трп-Гис-Асн-Цис-Лиз-Ала-Гис-Гли-Про-Тре-Иле-Тли- Трп-Цис-Цис-Лиз-Глн

По своему физиологическому действию полипептидные токси-

, актиний могут быть разделены на нейротоксины и цитотокси- н“ последние как правило, имеют большую молекулярную массу НЫ’ Нрйоотоксины Нейротоксические полипептиды выделены и

^ой степенью полноты охарактеризованы для нескольких видов актиний (табл. 5). Они представляют собой полипептидные це- таблида 5. Химическая характеристика некоторых нейротоксинов актиний 1 а(по Швейтцу и др., 1981)

Источник токсина и его шифр

Количество аминокислотных остатков

Молекулярная масса

Выход токсина на 1 кг массы актинии, мг

-

Anemonia sulcata

46

4821

15

ASi

47

4948

116

AS2

27

2339

10

AS3 as5

46

4483

7,6

Anthopleura xanthogrammica

49

5138

60

AXi ax2

51

5725

7,8

Stoichactis gigantea SGi

50

5395

4,0

Actinodendron plumosum AP,

49

5109

11

почки, состоящие из ной массой —5000,почки, состоящие из ной массой —5000,— 50 аминокислотных остатков, с молекуляр-имеющие 2—3 дисульфидные связи. Эти по-

почки, состоящие из ной массой —5000,

почки, состоящие из ной массой —5000,

'липептиды токсичны для позвоночных и беспозвоночных животных,обладают нейротропными и кардиотропными свойствами (табл, б).

Таблица 6. Фармакологические свойства нейротоксинов актиний (по Швейтцу и др., 1981)

"Источник токсина и его шифр

DL5o Для мышей, мкр/кг I

DLioo ДЛЯ крабов, мкг/ кг

нмоль/л

ED5o**, нмоль/л

Anemonia sulcata

ASi as2

AS3

ASs

>4000 100 >18 000

19

4,4

3,7

6,7

10,4

7000

150

>10 000

50

10 000

200

> 10 000

15

Anthopleura xanthogrammica

AXi

ax2

66

8

ОО

78

120

35

47

7

Stoichactis gigantea SO,

>2000

14

>10 000

>10 000

Actinodendron plumosum APi

>6000

32

1 >10 000

>10 000

* Кд - связывание с синаптосомами, ** ED50 - стимуляция поглощения ^Na-клетками нейробластомы.

Нейротоксины актиний вызывают замедление инактивации На+-каналов электрогенной мембраны, приводящее к увеличению длительности ПД в нервных и мышечных волокнах, появле-

нию ритмических разрядов ПД, увеличению высвобождения медиатора из пресинаптических терминалей, изменению силы и частоты сердечных сокращений. Первая фаза действия нейротоксина на синаптическую передачу заключается в усилении выброса медиатора на одиночное раздражение нерва, приводящее к увеличению амплитуды ВПСП и усилению постсинаптической реакции. Вторая фаза связана с развитием стойкой деполяризации возбудимой мембраны и блокированием проведения возбуждения.

В наномолярных концентрациях нейротоксины актиний вызывают положительный инотропный эффект на изолированном сердце теплокровных, причем в отличие от сердечных гликозидов стимулирующее действие нейротоксинов не связано с ингибированием Na+, К+-АТФ-азы. Один из самых мощных кардиостимулирующих полипептидов антоплеурин-А (из A. xanthogrammica) действует эффективнее сердечных гликозидов или глюкагона, причем его положительный инатропный эффект не сопровождается учащением ритма сердцебиения и повышением АД. В токсических концентрациях нейротоксины вызывают нарушение сердечной деятельности — аритмию, фибрилляцию и остановку сердца в систоле. Модификация нейротоксинами клеточных мембран отражается и на внутриклеточных регуляторных процессах. Так, в частности, токсин II из A. sulcata вызывает 40-кратное увеличение содержания цГМФ в мозжечке мышей, при этом содержание цАМФ увеличивается в меньшей степени. Следует подчеркнуть, что сходным механизмом действия обладают и полипептидные нейротоксины скорпионов, которые также замедляют инактивацию Ыа+-каналов.

Модификация аминокислотных остатков в токсине II из A. sulcata позволила выявить их функциональную гетерогенность. Так, Арг-14 обусловливает нейротоксические свойства и связывание молекулы токсину с рецептором; Асп-7, Асп-9, Глн-47 важны для проявления токсических свойств, но, видимо, не участвуют в связывании токсина.

Цитотоксины. Цитотоксические полипептиды актиний можно отнести к группе мембраноактивных полипептидов (МАП), встречающихся в ядах других животных (перепончатокрылые, змеи). Механизм действия МАП актиний может быть описан по крайней мере трехступенчатым процессом:

свободный токсин ^ связанный токсин ^ дефект мембраны->->лизис клетки.

МАП актиний, очевидно, способны проникать через неполярные центры липидного бислоя внутрь мембраны, при этом рецептором для цитотоксинов большинства актиний может служить сфингомиелин, увеличение концентрации которого в среде инактивирует цитолитическое действие МАП (табл. 7). Холестеринчувствительный цитотоксин обнаружен только у Metridium senile.

Рассмотренные нейротоксические и цитотоксические свойства токсинов актиний отнюдь не исчерпывают многообразных сторон их физиологического действия. Кроме токсических полипептидов

Таблица 7. Характеристика цитотоксинов актиний (по Бернхаймеру и Авигаду, 1982)

Источник токсина

Молекулярная масса

Торможение

Гемолитическая активность, ед. ,

сфингомиелином

холестерином

Actinia equina Stoichactis helianthus Condylactis gigantea

20 000

16 000

18 300

+ + +

0

0

0

70 000

9 400

326 000

Epiactis prolifera (эпиактин

19 500

+

0

В)

Tealia lofotensis

10 000

+

0

>5 000

250

1 580

Anthopleura xanthogrammica

10 000

+

0

Metridium senile

80 000

0

+

у актиний обнаружены фосфолипаза A ^Alptalsla), ингибиторы протеаз (Anemonia sulcata), полипептиды, обладающие антиги- ‘стаминным действием (Tealia felina), антикоагулянты (Rhodactis

howesi).

Отряд Корковые кораллы (Zoantharia)

Зоантарии — своеобразная группа кораллов, напоминающих своим внешним видом мелких актиний. Они ведут как одиночный, так и колониальный образ жизни. Не имея собственного скелета, организмы способны укреплять свою кутикулу всевозможными мелкими чужеродными предметами: песчинками, иглами губок, раковинами фораменифер и т. д. Зоантарии ведут донный образ жизни, часто обрастая колонии других беспозвоночных (губок, мшанок, медрепоровых кораллов). В тканях мелководных зоанта- рий могут поселяться зеленые симбиотические водоросли Zooxanthellae.

Химические свойства и механизм действия. Токсические свойства зоантарий Palythoa были издавна известны аборигенам о. Таити и Гавайских островов, которые использовали их для приготовления отравленного оружия. Места обитания этих кораллов Держались в секрете. Тем не менее группе Шойера из Гавайского института морской биологии удалось выделить из зоантарий Palythoa toxica высокотоксическое соединение, названное палитоксин. Японские исследователи, независимо изучая токсичность рыб Altitera scripta, обнаружили в ее кишечнике зоантарии Р. tuberculosa, из которых было выделено токсическое вещество палитоаток- син, как оказалось впоследствии, идентичный палитоксину. Палитоксин содержится также в зоантариях Карибского моря Р. cari- bacorum, Р. mammillosa.

Токсичность палитоксина чрезвычайно высока, DL50 для мышей при внутривенном введении составляет всего 0,53 мкг/кг; она варьирует не только от колонии к колонии, но и у разнь!х особей одной колонии. Оказалось, что токсичным являются богатые

зрелыми яйцами женские особи зоантарий, причем максимум токсичности падает на период с мая по сентябрь. Однако в самое последнее время появилось сообщение, что палитоксин продуцируется вирусом, находящимся в симбиозе с зоантариями. Палитоксин— модифицированная жирная кислота с концевой аминогруппой, его молекулярная формула C129H223N3O54, молекулярная мас- АТАЛ.

Структура А предложена для палитоксина, выделенного из зоантарий о. Таити, структуры В и С — из зоантарий Гавайских островов.

Наиболее чувствительны к палитоксину кролики (DL50/0,025 мкг/кг), затем собаки, обезьяны, крысы, морские свинки и мыши. При введении внутрь токсичность палитоксина заметно падает; внутривенное введение кошкам в дозе 0,2 мкг/кг вызывает начальное резкое повышений АД с последующей необратимой гипертензией. Искусственное дыхание не спасает животных. Токсин вызывает сильный спазм коронарных сосудов сердца, который частично предупреждается введением в сердце папаверина. Его сублетальные дозы увеличивают уровень кортизола в крови, который, видимо, защищает животных при последующих попаданиях палитоксина, поскольку предварительное введение кортикостероидов снижает его токсический эффект.

Он оказывает гемолизирующее действие на эритроциты, однако действие развивается с большим латентным периодом 1—2 ч. Гемолитическая активность достигает оптимума в интервале температур 25—42° С и при pH 7—8. Кроме того, цитолитическое действие палитоксина проявляется и в высвобождении гистамина из тучных "клеток.

Палитоксин — один из са- <Ы^х сильных деполяризующих агентов. Он вызывает сокращение гладкой мускулатуры в концентрации 10м0 г/мл (рис. 11). В безкаль- циевой среде его действие •блокируется, сходный эффект вызывает и применение блокатора кальциевых каналов Д-600. Защитное действие кортикостероидов и кальцийзависимый эффект палитоксина создает основу -для выработки рациональных мер помощи при отравлении этим токсином.

Рис. 11. Влияние палитоксина (1) из коралловых полипов Palythoa tuberculosa, норадреналина (2) и калия (3) на сокращение изолированной полоски артерии кролика (по Ито и соавт., 1977):по оси абсцисс отложены — Ig С [моль/л]Рис. 11. Влияние палитоксина (1) из коралловых полипов Palythoa tuberculosa, норадреналина (2) и калия (3) на сокращение изолированной полоски артерии кролика (по Ито и соавт., 1977):по оси абсцисс отложены — Ig С [моль/л]Отряд Мадрепоровые кораллы (Madreporaria)

Рис. 11. Влияние палитоксина (1) из коралловых полипов Palythoa tuberculosa, норадреналина (2) и калия (3) на сокращение изолированной полоски артерии кролика (по Ито и соавт., 1977):

по оси абсцисс отложены — Ig С [моль/л]

Рис. 11. Влияние палитоксина (1) из коралловых полипов Palythoa tuberculosa, норадреналина (2) и калия (3) на сокращение изолированной полоски артерии кролика (по Ито и соавт., 1977):

по оси абсцисс отложены — Ig С [моль/л]

Мадрепоровые кораллы характеризуются мощным наружным известковым скелетом и хорошо известны как основные рифообразующие организмы. Контакты с некоторыми из них, например Acropora, Goniopora, могут вызывать довольно ощутимые «ожоги».

Химический состав и механизм действия. Из Goniopora sp. выделен полипептидный токсин, состоящий из 105 аминокислотных остатков с молекулярной массой .~ 12 000. Из 1 кг кораллов удалось получить 30 мг токсина, токсичность которого для мышей (DL50) составила 0,3 мкг/г. У отравленных животных развивается ригидность произвольных мышц, расстройство дыхания. Смерть наступает в интервале от 5 мин до 10 ч. В экстракте Goniopora кроме нейротоксина содержится и гемолитический компонент с молекулярной массой ~ 30 000.

Нейротоксин Goniopora усиливает сокращение гладких мышц в ответ на электрическую стимуляцию, а также вызывает положительный инотропный эффект на изолированных папиллярных мышцах сердца морской свинки. Токсин не влияет на электрические характеристики постсинаптических структур, но увеличивает длительность ПД в миокарде и гигантском аксоне краба. В концент- - рации 25—50 нмоль/л он усиливает расслабление изолированного нервно-мышечного препарата кишки морской свинки и увеличивает амплитуду в них ТПСП при интрамуральном раздражении. Этот эффект наблюдается в условиях блокады холинергических систем атропином и адренергических систем гуанетидином и, вероятно, может быть связан с пуринергическими системами. Это предположение подтверждается также усилением высвобождения 8Н-аденозина из препарата под действием токсина гониопоры. Очевидно, токсин оказывает прямое действие на нехолинергиче-

ские и неадренергические нейроны (возможно, пуринергпческие), усиливая высвобождение из них медиатора (АТФ или родственных нуклеотидов). Возбуждающее действие токсина гониопоры может быть связано и с увеличением №+-проводимости, поскольку ТТХ блокирует его эффекты.

У кишечнополостных впервые встречаются яды белковой природы, среди которых имеются как токсические неэнзиматические полипептиды, так и ферменты с различной субстратной специфичностью. Наличие белковых ядов у кишечнополостных хорошо коррелирует с особенностями строения ядовитого аппарата (стрекательные клетки), обеспечивающего парэнтеральное введение токсинов в организм жертвы. Среди токсинов имеются как цито-, так и нейротоксины, причем последние характеризуются высокой специфичностью взаимодействия с ионными каналами, например у актиний. Отравления, вызываемые кишечнополостными, — серьезная медицинская проблема в некоторых регионах, и поэтому изучение их яда имеет важное теоретическое и практическое значение.

Глава5Глава5ЯДОВИТЫЕ ЧЕРВИ (VERMES)

Глава

5

Глава

5

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

У червей , как и у других беспозвоночных животных, в процессе эволюции выработались средства химической защиты от врагов, а также специальные структуры, обеспечивающие активное введение ядовитых веществ в тело жертвы. Спектр этих химических веществ достаточно широк. Так, при раздражении плоские черви Cycloporus popillossus и Stylostomum ellipse с помощью специальных клеток эпидермиса выделяют очень кислый секрет с pH 1. Бонеллин и ангидробонеллин — пигменты, родственные хлорофиллу и регулирующие половой диморфизм у эхиурид Boneilia sp., в ’разведении 1:4000 токсичны для простейших, дафний, нематод. Возможно, что это явление носит приспособительный характер и способно защитить самку от проникновения паразитов. У пиявок хорошо известен сильный белковый антикоагулянт гирудин. Производные бромфенолов, выделенные из полихет Thelepus setosus, обладают антибиотической активностью. У некоторых червей и морских членистоногих обнаружены гомарин (N-метилпиколино- вая кислота) и тригонеллин (N-метилникотиновая кислота), обладающие кардиотропным и нейротропным действием. Наконец, у немертин найдены нейротоксины и цитотоксины полипептидной Природы, избирательно действующие на клеточные мембраны.

- Физиологически активные вещества, вырабатываемые различными червями, интенсивно изучаются. Здесь будут рассмотрены наиболее изученные токсины, выделенные в основном из немертин и некоторых представителей кольчатых червей.

ЯД НЕМЕРТИН (NEMERT1NI)

Немертины — черви, обитающие преимущественно в морях, лишь редкие виды живут в опресненных водах. Основная масса -этих организмов — бентические животные, встречаются, начиная с» верхних горизонтов литорали и кончая глубинами в несколько сот метров. Немертины — хищники, питающиеся аннелидами, ракообразными, моллюсками и даже рыбой.

Рис. 12. Схема строения вооруженной немертины Prostoma rubrum (А) (по Кему, 1971):/ — отверстие хобота; 2 — влагалище хобота; 3 — глаз; 4— перетяжка; 5—мозговой ганглий; 6— кишечник; 7 — боковой нервный ствол; 8 — гонады; 9 — стилет; 10 — луковица стилета; 11 — мышца-ретрактор; 12 — анусРис. 12. Схема строения вооруженной немертины Prostoma rubrum (А) (по Кему, 1971):/ — отверстие хобота; 2 — влагалище хобота; 3 — глаз; 4— перетяжка; 5—мозговой ганглий; 6— кишечник; 7 — боковой нервный ствол; 8 — гонады; 9 — стилет; 10 — луковица стилета; 11 — мышца-ретрактор; 12 — анусанабазеинанабазеин

Рис. 12. Схема строения вооруженной немертины Prostoma rubrum (А) (по Кему, 1971):

/ — отверстие хобота; 2 — влагалище хобота; 3 — глаз; 4— перетяжка; 5—мозговой ганглий; 6— кишечник; 7 — боковой нервный ствол; 8 — гонады; 9 — стилет; 10 — луковица стилета; 11 — мышца-ретрактор; 12 — анус

Рис. 12. Схема строения вооруженной немертины Prostoma rubrum (А) (по Кему, 1971):

/ — отверстие хобота; 2 — влагалище хобота; 3 — глаз; 4— перетяжка; 5—мозговой ганглий; 6— кишечник; 7 — боковой нервный ствол; 8 — гонады; 9 — стилет; 10 — луковица стилета; 11 — мышца-ретрактор; 12 — анус

анабазеин

анабазеин

Ядовитый аппарат. Органами нападения и защиты их служит хобот; эпителий которого способен к выделению ядовитого секрета. Особенностью так называемых вооруженных немертин (Anoplа) является наличие одного или нескольких стилетов, находящихся в средней части хобота. У основания стилета открывается извер- гательный канал, связанный с железистым эпителием. Передняя часть хобота способна выворачиваться наружу подобно пальцу перчатки, при этом стилет оказывается на конце выброшенного хи- бота. Выворачивание хобота происходит в результате сокращения мышц влагалища. Обратное втягивание хобота обеспечивается специальным мускулом — ретрактором (рис. 12, а).

Что ксается невооруженных немертин (Enopla), то их ядовитость связана с выделением слизи, которая продуцируется кожными железами (рис 12, б).

Вооруженныенемертины (Anopla)

Наиболее изученным токсином вооруженных немертин является анабазеин — 2-(3-пиридил) - 3,4,5,6-тетра- гидропиридин, выделенный Кемом и др. (1971) из гоплонемертины Рагапетег- tes peregrina. Структура анабазеина была определена с помощью ЯМР- и масс- спектрометрии, а впоследствии подтверждена синтезом:

Схема строения невооруженной немертиныLineus gesserensis (Б) (по А. В: Ивановуи соавт.» 1958):

/ — кутис; 2 — базальная мембрана; 3 — эпидер-мис; 4 — кожные железы; 5 — продольный мус-кульный слой кутиса; 6 — железы кутиса

Токсин обладает никотинподобным действием и вызывает у крабов судороги с последующим параличом и смертью. При его прямом действии на нервы ходильной ноги краба наблюдается возникновение спонтанных потенциалов действия. Для обездвижи-

эаяия относительно крупной полихеты Amphitrita ornata (масса 8—Ю г) достаточно ввести 50—100 мкг природного или синтети- леского анабазеина.

Количественное определение анабазеина основано на цветной реакции с ц-диметиламинбензальдегидом. Используя этот метод, было установлено, что 30% всего анабазеина содержится в хоботе, причем 90%—в передней части. В поверхностных тканях токсина в 15 раз меньше, чем во внутренних органах. В хоботе содержится примерно 70-кратный запас анабазеина, необходимый для обездвиживания полихет на участке обитания немертины. По-ви- димому, он играет двоякую роль: токсин, содержащийся в хоботе, предназначен-для активной охоты, тогда как анабазеин эпидермиса служит для защиты.

Из другой гоплонемертины Amphiporus angulatus выделены еще два пиридиновых деривата: 2,Зл-бипиридил и 3,2'-;3',2"-;4", 3"'-тетрапириДил, названный немертилленом:

^З'-Бипиридил обладает никотинподобным действием на ракооб- ^азцых, но не влияет на млекопитающих. Токсичность немертил- Лена значительно ниже, хотя его содержание в немертинах наи- ■ большее. Так, выход токсинов из свежих немертин составил: немертиллена— 540 мкг/г; 2,3'-бипиридила — 120, метилбипириди- £а— 60 и анабазеина — 14 мкг/г.

Невооруженные немертины (Enopla)

Из слизистого секрета гетеронемертин Cerebratulus lacteus выделено две группы токсических полипептидов: цитолитические (группа А) и нейротоксические (группа В). Цитотоксин А-Ш— полипептид с молекулярной массой ~ 10 000,. обладающий 3 или 4 дисульфидными связями. Во вторичной структуре А-Ш, определенной методом кругового дихроизма, обнаружено (в %) 40 а-структур, 10 p-цепей и 50 неупорядоченных структур.

В концентрациях 1 —10 мкг/мл А-Ш вызывает лизис эритроцитов млекопитающих, чувствительность которых убывает в следующем порядке: коза, человек, крыса. Интересно, что чувствительность эритроцитов к А-Ш пропорциональна соотношению в их

мембранах сфингомиелина и фосфатидилхолина. Повышение концентрации фосфолипидов ингибирует цитолитическое действие А-Ш. Эффективность связывания с биомембранами для цитоток* синов группы А достигает 1200 молекул/мкм2.

В сублитических концентрациях цитотоксин Cerebratulus тормозит потенциалзависимые каналы для К+, Na+ и Са2+ в гигантском аксоне кальмара и сердце собаки. В низких дозах 0,25—1 мкг/мл А-Ш вызывает деполяризацию изолированных папиллярных мышц сердца собаки. Деполяризующее действие токсина снижается при увеличении концентрации внеклеточного Са2+, однако блокаторы Na+ каналов — ТТХ и сакситоксин — в этих условиях не эффективны. При увеличении' концентрации токсина А-Ш^2 мкг/мл наблюдаются необратимые структурные изменения миокардиальных клеток.

Нейротоксины группы В — небольшие полипептиды с молекулярной массой около 6000. Изучено четыре полипептида В-1 — B-IV. Выход токсинов В-1 — B-IV из 2040 г свежих немертин (160 особей) соответственно составил 7,0; 6,0; 3,9 и 101,0 мг. Наиболее токсичен В-П; его паралитическая и летальная активность для рака Procambarus равна соответственно 35 200 ед./мг и 22 700 ед./мг. Для токсина B-IV, содержание которого в секрете немертин максимально, эти значения следующие: 13 400 ед./мг и 1650 ед./мг.

Первичная структура токсинов В-П и B-IV установлена: интересно, что они совпадают по 38 позициям из 55. Молекула токсинов имеет 4 дисульфидные связи. Методами Рамановой спектроскопии и кругового дихроизма показано, что в молекуле B-IV содержится (в %) 30 а-спиралей, 30 [3-цепей и 40 неупорядоченных структур:

Ала-Сер-Ала-Тре-Трп-Гли-Ала-Тир-/... /-Ала-Цис-Глу-Асн-Асн- Цис-Арг-Лиз-Лиз-Тир-Асп-Лей-Цис-Иле-Арг-Цис-Глн-Гли-Лиз-Трп- Ала-Гли-Лиз-Арг-Гли-Лиз-Цис-Лиз-Ала-Цис-Иле-Иле-Глн-Лиз-Асн -Гли-Лиз-Лиз-Цис-Асн-Гис-Ала-Цис-Глу-Лиз

первичная структура токсина B-IV

Характерным фармакологическим эффектом токсинов группы В является удлинение фазы реполяризации потенциала действия в нейронах ракообразных. Используя метод модификации отдельных аминокислотных остатков в молекуле, были предприняты попытки выяснить структурно-функциональные взаимосвязи в токсине В-IV. В результате было установлено, что в активный центр токсина B-IV включены остатки Тир-9 и ТРП-30. Применение меченных 1251 дериватов B-IV позволило установить, что токсин специфически связывается с везикулами, приготовленными из аксона омара с Кд=80—100 нмоль/л.

5.3. ЯД КОЛЬЧАТЫХ ЧЕРВЕЙ (ANNELIDA)

Наиболее изучены в токсинологическом плане морские анне- ЛИДЫ, относящиеся к классу Polichaeta (полихеты). Полихеты — типичные морские формы, очень многие приспособились к жизни В сильно опресненной воде (устья рек) или в пресной (Байкал, большие озера Северной Америки). Встречаясь во всех частях Мирового океана, полихеты особенно обильны в мелководье, немногочисленны в абиссали, ряд форм приспособился к пелагическому и планктонному существованию. Хищные, ведущие придонный образ жизни полихеты встречаются по преимуществу среди камней, ракушечника и водорослей. Многие виды живут во вре- . менных или постоянных трубках, в том числе и грунте. Они пи- -таются мелкими пелагическими организмами, а также растительными остатками, заключенными в иле. Нередки случаи комменсализма — в губках, иглокожих, моллюсках.

Ядовитый аппарат. У большинства сво-

бодно живущих хищных полихет, к которым относятся ядовитые виды, глотка Превращается в мускулистую выдвигающуюся или выворачивающуюся наподобие хобота цилиндрическую трубку (рис. 13,а). Она представляет собой продолжение буквального отдела. На границе между глоткой и буккальным отделом лежат хити- вовые челюсти. Они крючкообразно изогнуты остриями внутрь и внутренний край зазубрен. В передний отдел пищевода, следующего за глоткой, открывается пара продолговатых слюнных желез, наружная поверхность которых сильно складчатая. Они и продуцируют ядовитый секрет.

Однако ядовитость полихет может быть связана и с параподиями (рис. 13, б). В этом случае их щетинки полые и легко обламываются. Яд может постоянно заполнить полость щетинки или выделяться в моменте погружения в ткани. В данном случае несомненно проявляется защитное значение яда.

. Клиника отравлений. Отравления, вызванные полихетами, чаще всего носят профессиональный характер (например, у рыбаков) и характеризуются как местными (острая боль, гиперемия, отек), так и общими (головная боль, рвота, асфиксия) симптомами.

Химический состав и механизм

Действия. Токсические вещества морских аннелид впервые изучил Нитта (1922), который выделил из полихеты Lumbriconereis heteropoda званный нереистоксином. В 1960 г.

Рис. 13.

щетинкового червя с выдвинутой глоткой (Д) (по Иванову и соавт., 1958):

1 — мозг; 2 — мускулистая стенка глотки; 3 — стенка буккального отдела; 4 — челюсть; 5 — отверстие полости глотки; 6 — глотка

6

Передний отдел много-

Параподия атокной формы Nereispelagica (Б) (по Иванову исоавт., 1958):

щетинки;

опорные щетинки;

2 — спинной усик;

4 — брюшной

з —усик

кристаллический токсин, профессор Хашимото и

на-

его

сотрудники установили структуру нереистоксина, а затем токсин был получен в результате синтеза:

НзСХм/СНз

Фармакологическое изучение показало, что токсин сильный инсектицид, поражающий, в основном, нервную систему насекомых. Для позвоночных животных он сравнительно малотоксичен. Так, для мышей DL50 (в мг/кг) при внутривенном введении составила 30, при подкожном введении— 1000 и при приеме внутрь — 118. Рыбы (караси и карпозубые) без вреда для себя съедают полихет, однако добавление нереистоксина в воду может вызвать смерть. Отмечено, что при подщелачивании воды его токсичность возрастает, но падает почти до нуля при pH ниже 5,6.

Для беспозвоночных животных токсичность нереистоксина ниже, чем коммерческих инсектицидов (ДДТ и др.). Однако по парализующему действию этот токсин даже превосходит некоторые из них. Он не обладает антихолинэстеразным действием и этим отличается от известных фосфорорганических инсектицидов.

Электрофизиологическими методами установлено, что нереис- токсин конкурирует с экзогенным ацетилхолином за связывание с холинорецептором и угнетает амплитуду ПКП и МПКП в нервно-мышечном соединении. Полагают, что угнетающее действие нереистоксина на ЦНС беспозвоночных животных также связано с блокированием холинергической передачи.

На основе нереистоксина был синтезирован его аналог 1,3-бис (карбамолитио) - 2 - N - N - диметиламинопропангидрохлорид (падав, или картав^ являющийся сильным инсектицидом и в отличие от нереистоксина характеризующийся повышенной устойчивостью:

H2NOCS SCONHn ua;vuxH2NOCS SCONHn ua;vux

H2NOCS SCONHn ua;vux

H2NOCS SCONHn ua;vux

в Японии для борьбы с вре- сельскохозяйственных куль- производство падана в Япо-в Японии для борьбы с вре- сельскохозяйственных куль- производство падана в Япо-

в Японии для борьбы с вре- сельскохозяйственных куль- производство падана в Япо-

в Японии для борьбы с вре- сельскохозяйственных куль- производство падана в Япо-

Это соединение широко используется дителями риса, чая, хурмы и других тур. Достаточно сказать, что в 1972 г. нии достигло 1500 т.

Для млекопитающих падан малотоксичен. Изучение его хронической токсичности при скармливании мышам в течение 3 месяцев показало, что в дозе 0,5 DL50 у животных не наблюдалось сущест-

венных отклонений от нормы, за исключением небольшого снижения массы тела. Минимальная токсическая доза падана для мышей при пероральном ежедневном введении в течение трех месяцев составила 100 мг/кг.

, Создание падана — хороший пример использования природных токсинов для целенаправленного синтеза на их основе новых вы

В качествеВ качествесокоэффективных соединений.

В качестве

В качестве

• Полихеты вырабатывают также и белковые яды. примера укажем кольчеца Clicera convoluta.

. Предварительное изучение фармакологической активности экстракта цельных желез (150 желез в 1 мл буфера) показало, что он вызывает остановку сердца дафний. Экстракт обладает протеолитической активностью, оцениваемой по гидролизу синтетического субстрата ВАЕЕ, которая тормозилась полипептидными ингибиторами протеаз. Коллагеназная активность экстракта, оцениваемая по расщеплению природного коллагена, была сравнима с активностью коллагеназы из Clostridium histolyticum. Молекулярная масса токсических фракций, выделенных колоночной хроматографией, оказалась равной 110 000—120 000, тогда как фракции, обладающие протеолитической активностью, имели молекулярную массу 60 000—70 000. Кроме того, экстракт ядовитых желез G. convoluta обладает нейротропной активностью и способен вызывать длительное увеличение частоты МПКП в нервно- мышечном препарате лягушки, краба и электрических пластинках ската. Пресинаптическое действие экстракта проявилось только в Присутствии Са2+ в среде, но легко снималось отмыванием. Активирующее действие экстракта G. convoluta объясняют повышением под его влиянием концентрации Са2+ в аксоплазме.

ГлаваГлаваЯДОВИТЫЕ МОЛЛЮСКИ (MOLLUSCA)

Глава

Глава

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Токсинологическая характеристика типа моллюсков, или мягкотелых (Mollusca), имеет большое практическое значение, так как многие из них добываются с пищевыми или промышленными целями.

Среди моллюсков можно встретить типичные формы ядовитых животных от активно-ядовитых (конусы, головоногие), до пассивно-ядовитых (некоторые брюхоногие и большинство двустворчатых). В настоящей главе будут рассмотрены моллюски, относящиеся к классу брюхоногих (Gastropoda) и головоногих (Cephalopoda) , среди которых описаны наиболее ядовитые виды. Что касается двустворчатых моллюсков (Bivalvia), то их токсикологическая характеристика была дана в гл. 2, поскольку они относятся к типичным вторично-ядовитым животным, аккумулирующим экзогенные яды.

ЯД БРЮХОНОГИХ МОЛЛЮСКОВ (GASTROPODA)

Среди брюхоногих встречаются как активно-ядовитые, характерными представителями которых являются конусы (ConusY так и пассивно-ядовитые формы (Buccinidae, Turbinidae, Aplysiidae и др.). У последних яд может локализоваться в различных частях -тела, но главным образом во внутренних органах. Кроме того, -ядовитой может быть слизь, выделяемая покровами тела.

Активно-ядовитые брюхоногие моллюски

Эту группу рассмотрим на примере моллюсков рода Conus, имеющих своеобразную раковину почти правильной конической формы (рис. 14). Они широко распространены в тропической и субтропической зонах Мирового океана (преимущественно в Индийском и Тихом океанах). Пищей им служат различные беспозвоночные— полихеты, моллюски, а некоторые виды, например С. geographus, -питаются рыбами. Конусы — хищники и характери- .62

зуются наличием ядовитого аппарата, детали строения которого- варьируют от вида к виду.

переднихпередниходним изодним изЯдовитый аппарат. Включает ядовитый пузырек, ядовитый проток, радулу, , и хоботок (рис. 15). Подвижный мускулистый хоботок, вооружен

передних

передних

одним из

одним из

представляющийпредставляющий33снабженную^ зуба^^^ передний конец головы,снабженную^ зуба^^^ передний конец головы,Рис. 15. Схема строения брюхоногого- моллюска и его ядовитого аппарата (поХолстеду, 1965):Рис. 15. Схема строения брюхоногого- моллюска и его ядовитого аппарата (поХолстеду, 1965):Рис. 14. Представители брюхоногихмоллюсков:'А — Conus marmoreus; Б — Conus striatusРис. 14. Представители брюхоногихмоллюсков:'А — Conus marmoreus; Б — Conus striatusА — общий вид; 6 — ядовитый зуб; В — сагиттальный разрез тела; / — нога; 2 — хоботок; 3 — щупальца; 4 — сифон; 5 — висцеральная- полость; 6 — проток ядовитой железы; 7 — ядовитая железа; 8 — футляр радулы; 9 — мантия; 10— глотка; 11 — рострум; 12 — зуб;- 13 — буккальная полость

представляющий

представляющий

3

3

снабженную^ зуба^^^ передний конец головы,

снабженную^ зуба^^^ передний конец головы,

Рис. 15. Схема строения брюхоногого- моллюска и его ядовитого аппарата (по

Холстеду, 1965):

Рис. 15. Схема строения брюхоногого- моллюска и его ядовитого аппарата (по

Холстеду, 1965):

Рис. 14. Представители брюхоногихмоллюсков:'

А — Conus marmoreus; Б — Conus striatus

Рис. 14. Представители брюхоногихмоллюсков:'

А — Conus marmoreus; Б — Conus striatus

зубов радулы и служит для поражения добычи. Остальные зубы расположены в два ряда по бокам радулы. Зубы имеют форму гарпуна и снабжены каналом, по которому стекает яд, поступающий из ядовитого протока. Образование яда происходит именно в ядовитом протоке, имеющем секретирующий эпителий, тогда как ядовитый пузырек служит для нагнетания яда в канал зуба. Если торчащий из хоботка зуб застрянет в покровах жертвы, ему на смену приходит Другой — уже заполненный ядом. Ядовитые зубы конусов, напоминая своим1 строением ядовитые зубы змей, являются хорошим примером конвергентного развития.

Клиника отравления. -Конусы нередко имеют очень красивую расцветку раковины, что и привлекает к ним внимание человека. Холстед отмечает, что поражение конусом может произойти по крайней мере в двух случаях. Один из них связан с профессиональной деятельностью ловцов, которые складывают моллюсков в сетчатый мешок и могут получить укол при неосторожной транспортировке мешка, обычно привязанного к поясу. Другой относится к неопытным коллекционерам, которые, желая очистить раковину моллюска, начинают ее скоблить, тем самым провоцируют'

конуса на укол и нередко расплачиваются за это тяжелым отравлением.

Характерные симптомы отравления ядом включают сильную боль в месте укола, сопровождающуюся чувством онемения в окружающих тканях. Онемение довольно быстро распространяется по телу, охватывая мышцы рта и конечностей. По мере всасывания яда наступают общие симптомы отравления: тошнота, одышка, расстройство зрительных и слуховых ощущений, нарушение координации движений, головокружение, загрудинные боли, саливация, лакримация. В тяжелых случаях развивается паралич дыхательной мускулатуры, приводящей к гибели. Лечение симптоматическое.

Химический состав и механизм действия. Conus striatus. Экспериментальное отравление мышей ядом С. striatus вызывает парезы, диспноэ, тонические спазмы скелетной мускулатуры и прогрессирующую дыхательную недостаточность с последующей остановкой сердца. Токсичность яда для мышей (DL50) составляет 2,3 мг/кг. Яд обладает выраженными нейротропными свойствами. Под действием яда развивается блок нервно-мышечной передачи в препарате изолированной диафрагмы крысы. Кроме того, яд вызывает угнетение амплитуды ПД нервных и мышечных клеток, причем этот эффект развивается на фоне деполяризации клеточных мембран.

Особое внимание привлекают кардиотропные свойства яда. В концентрации 10 мкг/мл он вызывает положительный инотропный эффект на изолированных предсердиях и желудочках сердца морской свинки длительностью свыше 3 ч. Стимулирующее действие яда на деятельность сердца угнетается двухвалентными ионами (Mn2+, Ln2+), а также блокаторами кальциевых (верапамил) и натриевых (ТТХ) каналов. Электрофизиологическими методами установлено, что стимулирующий эффект яда на деятельность сердца связан с увеличением амплитуды и длительности ПД сердечной мышцы. Эти данные' показывают, что яд способен оказывать прямое влияние на быстрые (натриевые) и медленные (кальциевые) каналы миокардиальных клеток. Кроме того, следует учитывать и высвобождение катехоламинов под действием яда, что также оказывает стимулирующее влияние на деятельность сердца. Кардиотонический компонент яда С. striatus представляет собой гликопротеин с молекулярной массой ~ 25 000, названный стриатоксином. Его средняя эффективная доза (ED50), вызывающая увеличение амплитуды сердечных сокращений, равна 0,3 мкг белка/мл. Блокирование натриевых каналов ТТХ, как и в случае действия целого яда, угнетает кардиотонический эффект токсина. Стриатоксин обладает заметной ихтиотоксичностью — его MLD для рыб Rhodeus составляет 1 мкг/мл. Поскольку С. striatus охотится на рыб, вероятно, что стриатоксин является основным компонентом яда, обездвиживающим добычу.

Conus magus. Ядэтого моллюска в концентрации 2 мкг/мл также вызывает длительное увеличение амплитуды сокращений изо- £4

лированного сердца морской свинки. Однако в отличие от яда С. striatus действие яда С. magus проявляется в отсутствии двухвалентных катионов. Яд С. magus вызывает сокращение изолированных препаратов гладких и поперечно-полосатых мышц, которое при увеличении концентрации переходит в стойкую контрак- ТУРУ- '

Активное начало яда — термолабильныи белок с молекуляр- ной'массой — 10 000. По-видимому, яд вызывает увеличение проницаемости мембран для ионов натрия, о чем, в частности, свидетельствует и возрастание короткозамкнутого тока изолированной кожи лягушки.

Conus geographus. Яд С. geographus по своим свойствам довольно сильно отличается от ядов других конусов. В концентрации 25 мкг/мл он хотя и вызывает блокаду сокращений изолированной диафрагмы крысы на прямое раздражение, но не влияет на гладкую и сердечную мускулатуру млекопитающих. Скелетные мышцы амфибий и гладкая мускулатура брюхоногих также устойчивы к действию этого яда. Даже в высоких концентрациях (1 мг/мл) яд С. geographus не изменяет амплитуду ПД седалищного нерва амфибий в течение 90 мин. Для сравнения укажем, что яд. С. magus в концентрации 0,1 мг/мл уже в течение 1 ч полностью блокирует проведение возбуждения по седалищному нерву лягушки. Токсичность экстрактов ядовитого протока С. geographus существенно зависит от способов обработки и выделения (замораживание, лиофилизация, хроматографирование) и может колебаться от 5 до 50 мкг/20 г массы мыши. Крысы более устойчивы к действию яда. Активное начало яда—полипептиды с молекулярной массой ~ 1500^2000, чувствительные к обработке протеолитическими ферментами и названные конотоксинами I и II.

Конотоксины вызывают у мышей вялый паралич и смерть от остановки дыхания. DL50 конотоксина I для мышей составляет 12 мкг/кг. Смесь конотоксинов в концентрации ^2 мкг/мл вызывает уменьшение амплитуды ПКП и МПКП, что указывает на постсинаптический характер их действия. Конотоксины эффективнее, чем а-тубокурарин, тормозят связывание такого специфиче- -ского лиганда, как 1251-а-бунгаротоксин с холинорецептором.

Conus californicus. Яд калифорнийского конуса содержит высокомолекулярный белковый компонент, вызывающий гибель позвоночных животных, и низкомолекулярный компонент, обладающий холиномиметическими свойствами. Химический анализ показал, что холиномиметический компонент может быть алкалоидом, молекула которого несет положительный заряд. Токсичность целого экстракта ядовитого протока С. californicus для мышей составляет 2,4 мг/кг, тогда как хроматографически очищенная белковая фракция имеет DL50 ОД мг/кг. Холиномиметический компонент яда вызывает торможение сокращений сердца моллюска Mercenaria mercenaria и гиперполяризацию нейронов ЦНС апли- зии Aplysia californica за счет увеличения медленной калиевой проводимости. Холиномиметическое действие яда С. californicus

блокируется антагонистами ацетилхолина. Однако роль этого компонента, а также его структура пока не выяснены.

Conus achatinus. Из ядовитых протоков этого вида конусов, обитающих у побережья Новой Гвинеи, выделен сильный деполяризующий агент с молекулярной массой ~ 10 000. Добавление токсина (0,5 м.е./мл) к раствору, омывающему препарат изолированной диафрагмы крысы, вызывает ее деполяризацию, оцениваемую по изменению мембранного потенциала (рис. 16). Использо-

Рис. 16. Влияние токсина Conus achatinus (0,5 м. е./мл) на мембранный потенциал диафрагмы крысы (по Тернеру и Фриману, 1974): стрелками отмечены добавление токсина (Т), отмывание физиологическим раствором (ФР) и добавление МпС12 (4 ммоль/л)

вание гипонатриевых растворов или применение местного анестетика прокаина, блокирующего натриевые каналы, делает < деполяризацию, вызываемую ядом, обратимой. Ионы Мп2+ и донатор сульфгидрильных групп дитиотретиол также уменьшают деполяризующее действие яда С. achatinus. Эти данные показывают, что яд вызывает конформационные изменения белков мышечных мембран, в результате чего увеличивается проницаемость мембран для ионов натрия и кальция.

Conus eburneus. Фармакологическое изучение яда этого моллюска, обитающего у побережья о. Окинава, показало, что он вызывает сильное и длительное сокращение изолированной аорты кролика. Этот эффект ингибируется блокатором кальциевых каналов верапамилом. Из яда С. eburneus выделен индивидуальный токсин — эбурнетоксин с молекулярной массой ~ 28 000, который так же, как и целый яд, вызывает сокращение гладкой мускулатуры сосудов, но является более активным. Так, если ED50 целого яда составляет 11 мкг белка/мл, то для эбурнетоксина— 0,2 мкг белка/мл. Эбурнетоксин также весьма токсичен для рыб, его MLD для Rhodeus равна 1 мкг/мл. Снижение деполяризующего дейст-

вия токсина под влиянием верапамила указывает, что он увеличивает кальциевый ток через мембрану и тем самым приводит к сокращению мышц. По некоторым фармакологическим свойствам эбурнетоксин близок со стриатоксином из яда С. striatus.

Conus arenatus. Из передней части ядовитого протока С. аге- tiatus, а также С. lividus, С. quercinus получен экстракт, обладающий протеолитическим действием. Экстракт гидролизует казеин с оптимумом pH 9—10. Протеазы, содержащиеся в этом экстракте, видимо, не серинового типа, так как соевый ингибитор трипсина их не инактивировал. Возможно, что эти протеазы ответственны за местные некротические явления.

Другие моллюски. Кроме конусов к активно-ядовитым можно отнести моллюсков, обладающих ядовитым секретом слюнных желез. В слюнных железах Neptunea arthritica и N. intersculpta (Neptunidae) содержится тетрамин, вызывающий иногда пищевые отравления. У наиболее ядовитых особей Neptunea содержание тетрамина достигает 7—9 мг/г массы железы, тогда как токсическая доза для человека 350—450 мг. Отравление сопровождается слабостью, тошнотой, фотофобией, нарушением координации движений, иногда наблюдается крапивница. У мышей введение токсической дозы приводит к двигательному параличу, перед смертью наблюдаются судороги, сердце продолжает сокращаться и после остановки дыхания. У человека симптомы отравления развиваются через 30—60 мин и удерживаются в течение нескольких часов.

В слюнных железах Thais haemastoma- содержится токсин, парализующий устриц. Для мышей DL50 этого токсина составляет 43 мг/кг. Экстракт слюнных желез обладает сильным сосудорасширяющим действием. У кошек токсин вызывает брадикардию, падение АД, а также поражение ЦНС. Однако сведений о химической природе токсина нет.

Нейротоксин, по-видимому, содержится и в слюнных железах некоторых видов Cassis, охотящихся на морских ежей. Моллюск выделяет слюну из своего хоботка, которая обратимо парализует морского ежа. Частичный паралич наблюдается при помещении небольшого морского ежа в раствор, содержащий 10-3 г/мл токсического секрета. Хотя слюна Thais и Cassis содержит кислоту, растворяющую раковину моллюсков или панцирь иглокожих, паралитическое действие слюны связано с другими ее компонентами.

Пассивно-ядовитые брюхоногие моллюски

Многие брюхоногие моллюски лишены ранящего ядовитого аппарата, но содержат в своем теле сильные яды, локализация которых может варьировать. У большинства видов ядовитые вещества обнаруживаются в пищеварительном тракте, причем некоторые из них могут быть экзогенного происхождения. Ядовитые пищеварительные железы имеются у моллюсков, относящихся к сем. Buccinidae, Turbinidae, Aplysiidae, и у некоторых голожабер-

ных моллюсков. У других, например Мигех, Thais, Buccinium. токсические вещества вырабатываются гипобранхиальными железами. У заднежаберных моллюсков в связи с редукцией защитного панциря (раковины) наблюдается выделение специальными кожными железами секрета, токсичного для хищников. Таким образом, брюхоногие демонстрируют разнообразные механизмы адаптации с использованием средств химической защиты.

Моллюски с ядовитыми гипобранхиальными железами. Гипо- бранхиальные железы Мигех давно известны как источник пурпура. Однако в этих железах содержатся также вещества, токсичные для тепло- и холоднокровных животных. Холстед сообщает, что в Триесте, на побережье Адриатического моря, было зарегистрировано отравление 43 человек, съевших Мигех brandaris. Отравление характеризовалось тяжелым гастроэнтеритом, наблюдались судороги. Другие виды Мигех, традиционно употреблявшиеся в пищу в Европе и Азии, были не токсичны. Из гипобранхиальных желез мурекса выделен токсин, названный мурексином:1

—СН=СН—СООСН2—С К 2—СН2—N+(CH)3

Впоследствии мурексин был синтезирован, вещество было названо уроканилхолином.

В настоящее время мурексин выделен из гипобранхиальных желез М. trunculus, М. fulvescens, Tritonalia crinacea и др.

Другие эфиры холина были выделены из гипобранхиальных желез Thais floridana— сенециоилхолин и Buccinum undatum — акрилилхолин:

(СН2) С = СН-СО2 (СН2) 2—N+ (СН2) з(сенециоилхолин)

СН2 = СН—СО2(СН2)2—N+(CH2)3(акрилихолин)

Содержание этих веществ в гипобранхиальных железах может достигать 1—5 мг/г массы железа. По своему физиологическому действию мурексин и его аналоги подобны ацетилхолину. Они вызывают падение АД, брадикардию, стимулируют дыхание и моторику кишечника, усиливают слюноотделение и т. д. Токсичность мурексина зависит от способа его введения. Так, DL50 мг/кг для мышей при внутривенном введении составляет 8,1—8,7, при подкожном— 50, а при приеме,внутрь—1.

Моллюски с ядовитыми пищеварительными железами. В эт> группу входят моллюски, продуцирующие сильные яды, рассмотрение которых начнем с токсинов Babylonia japonica.

Семейство Buccinidae. Моллюск В. japonica довольно широко распространен на побережье Японии и употребляется в пишу. Иногда бабилония становится ядовитой, две массовые вспышки отравления была зарегистрированы в Японии в 1957 и 1965 п

Симптомы отравления включали зрительные расстройства, мидриаз, метеоризм, сухость во рту, запоры, рвоту.

Японские исследователи выделили токсическое начало из гомогената пищеварительного тракта моллюска, собранного в заливе Суруга, и в 1972 г. получили токсин в кристаллическом виде. Токсин, названный суругатоксин, имеет молекулярную массу 810,53 и молекулярную формулу C25H26N5O13. Молекула состоит из фрагментов броминдола, птеридина и миоинозита:

Изучение его свойств показало, что это сильный ганглиобло- катор. Внутривенное введение токсина (50 нмоль/кг) наркотизированным кошкам вызывает длительную (1—2 ч) гипотензию, не предупреждающуюся атропином. Он эффективно блокирует прессорные и депрессорные сосудистые реакции, вызванные введением 1,1-диметил-4-фенилпиперазина или стимуляцией чревного и блуждающего нервов. Внутриартериальное введение суругатоксина в дозе 12,5 нмоль/кг в верхний шейный ганглий кошки тормозит сокращение мигательной перепонки глаза, вызванное электрической стимуляцией преганглионарных волокон. Эти данные указывают, что этот токсин избирательно блокирует ганглионарные хо- линрецепторы.

Суругатоксин локализуется только в пищеварительных органах моллюска и практически отсутствует в мышцах и других внутренних органах. Некоторые исследователи считают, что он накапливается в моллюсках в результате инфицирования их грамположи- тельными бактериями, выделенными из осадков морского дна в районе, где обитают ядовитые моллюски. Из этих бактерий также удалось получить токсин, близкий по своим свойствам к суруга- токсину, но пока химически не идентифицированный.

В последнее время появились сообщения, что в пищеварительных железах В. japonica, обитающих в заливе Вакаса, обнаружен тетродотоксин, ранее в тканях брюхоногих не встречавшийся. Интересно, что в мидиях, собранных в этом заливе, ТТХ отсутствовал, что позволяет исключить возможность аккумулирования ТТХ в В. japonica по пищевым цепям.

Семейство Turbinidae. Крупные моллюски этого семейства добываются в основном из-за перламутра высокого качества. Некоторые виды (Т. argyrostoma, Т. marmorata) могут вызывать пищевые отравления, которые по клинической картине сходны, с

сигуатерой (см. гл. 10) или отравлением сакситоксином (см. гл. 2). Кроме того, из пищеварительных желез Turbo были выделены серосодержащие амины: CH3S (СН2)3№(СН3)-Cl- [1]; (СНз)25+(СН2)з№(СНз)3-2С1" [2], а также хлорид кандицина: п = = HOCeH4CH2CH2N+(CH3)3-Cl-. Соединения [1] и [2] в дозе 6 мкг/г при внутрибрюшном введении мышам вызывают смерть в течение 20 мин и по своим фармакодинамическим характеристикам близки к ТТХ. Кандпцин менее токсичен (DL50 8 мкг/г), его фармакологические свойства близки к тетрамину.

Семейство Aplysiidae. Морские зайцы, или аплизии известны как ядовитые моллюски очень давно. Однако документированных данных об отравлениях человека нет. Установлено, что моллюски испускают неприятный запах и при контакте могут вызвать воспаление кожи. Еще Флюри (1915) наблюдал, что секрет гипо- бронхиальных желез аплизий парализует беспозвоночных (кишечнополостных, аннелид, моллюсков, ракообразных), а также рыб. Однако местное воспалительное действие этого секрета было слабым. Более токсичное соединение получено из ацетоновых вытяжек пищеварительных желез аплизий; оно вызывает у мышей при внутрибрюшном введении атаксию, судороги, остановку дыхания и смерть. Это токсическое вещество было названо аплизин. Позднее японские исследователи выделили из ацетоновых экстрактов пищеварительных желез индивидуальные токсины, являющиеся бромсодержащими сесквитерпенами, — аплизин, аплизинол и де- бромаплизин. Эти же вещества были обнаружены у красных водорослей Laurencia, которыми питаются аплизии, что указывает на экзогенную природу аплизина и его аналогов. При изучении аплизий, обитающих у побережья Гавайских островов, Шойер и его сотрудники обнаружили два новых токсина, получивших название аплизиатоксин и дебромаплизиатоксин:

Из 50 кг свежих аплизий было получено 12 г чистого токсина. Сам моллюск при контакте с кожными поверхностями не вызывает токсических эффектов, однако манипулирование с экстрактами (очистка и т. д.) приводит к отекам и гиперемии слизистых носа и полости рта, а также вызывает образование медленно заживающих язв на коже.

Наконец, в последнее время из гавайских аплизий Stylochei- lus longicauda группе Шойера удалось выделить компонент, отличающийся по своей структуре от аплизиатоксинов. Это третичный амид, состоящий из метоксиолефиновой С]4-кислоты и метил (2-хлор-3-циклогексил-2-пропснил) амина.

Семейство Nudibranchia. Некоторые голожаберные моллюски содержат в себе токсины. Водные экстракты, полученные из пищеварительных желез Caditia jlavomaculata, Doriopsilla albopunc- tata, Anisodoris nobilis, Archidoris montereyensis, Archidoris odhne- ri, вызывают смерть у мышей при внутрибрюшинном введении в течение 4—72 ч и у крабов Pachygrapsis и Hemigrapsis в течение 2,5 ч. Химическими и биологическими методами в экстрактах обнаружен гистамин. Дальнейшая очистка экстракта из A. nobilis позволила получить активный компонент с молекулярной массой ~8000. Токсин вызывает летаргию и брадикардию у мышей. При введении токсина наркотизированным кошкам развивается длительная (более 60 мин) брадикардия и гипотензия. Токсин не является белком, что доказывается его термостабильностью и устойчивостью к протеолитическим ферментам.

Семейство Achatinidae. Одна из наиболее крупных наземных улиток ахатина (Achatina fulica) издавна применяется населением Нигерии как традиционное средство народной медицины. Экстракты из ноги этого моллюска применяют при угрожающих абортах, дисменореи; при конъюнктивитах закапывают в глаз жидкость, выделенную из моллюска. Кроме того, экстракты ахатины оказывают седативное действие и снижают АД.

Экспериментальное изучение экстракта ахатины показало, что в нем содержится термостабильное вещество (а), вызывающее падение АД, истощение тканевых депо катехоламинов, пролонгирующее наркотический сон у мышей.

Ахатина может представлять интерес как природный источник фармакологически активных веществ.

Моллюски, выделяющие ядовитую слизь. Слизь, выделяемая некоторыми заднежаберными моллюсками (Opisthobranchia), оказывается довольно эффективным защитным средством. Она может обладать неприятным вкусом или едкими свойствами, в последнем случае в ее состав нередко входит серная кислота, а pH слизи ~1. Охупое panamensis, обитающий в мангровых болотах Мексики, способен выделять слизь в течение нескольких часов. У небольших рыб, помещенных в морскую воду, содержащую эту слизь, наблюдается нарушение координации движений, судорожные сокращения тела и смерть. Омары быстро умирают в присутствии заднежаберного моллюска Phyllidia oaricosa, также интенсивно выделяющего слизь. Креветки и мелкие рыбы, помещенные В воду, содержащую 2%-ный раствор слизи, умирали в интервале времени ~от нескольких минут до нескольких часов. Слизь имеет резкий неприятный запах. Активное начало слизи — сесквитерпен, обладающий изонитрильной группой, редко встречающейся в природных соединениях.

яд головоногих моллюсков (CEPHALOPODA)

Головоногие — одна из наиболее высокоорганизованных групп беспозвоночных животных, хищнический образ жизни которых наложил отпечаток на их строение (рис. 17).

Рис. 17. Представители головоногих моллюсков (по Холстеду, 1965): А — Octopus lunulatus; Б — Hapalochlaena maculosaРис. 17. Представители головоногих моллюсков (по Холстеду, 1965): А — Octopus lunulatus; Б — Hapalochlaena maculosa

Рис. 17. Представители головоногих моллюсков (по Холстеду, 1965): А — Octopus lunulatus; Б — Hapalochlaena maculosa

Рис. 17. Представители головоногих моллюсков (по Холстеду, 1965): А — Octopus lunulatus; Б — Hapalochlaena maculosa

Рис. 18. Схема строения пищеварительной системы осьминога Eledone (поХолстеду, 1965):Рис. 18. Схема строения пищеварительной системы осьминога Eledone (поХолстеду, 1965):

Рис. 18. Схема строения пищеварительной системы осьминога Eledone (по

Холстеду, 1965):

Рис. 18. Схема строения пищеварительной системы осьминога Eledone (по

Холстеду, 1965):

Ядовитый аппарат. Мускулистая глотка головоногих вооружена, мощным роговым клювом, способным нс только прокусить кожу рыбы, но без труда проткнуть панцирь крабов пли раковину моллюска. При этом некоторые осьминоги и по крайней мере один вид каракатиц вводят в тело жертвы яд, содержащийся в задних слюнных железах (рис. 18). Яд быстро обездвиживает

Л — анатомия пищеварительного тракта: 1 — ротовое отверстие; 2 — вентральная челюсть;

3 — буккальная масса; 4 — проток слюнных желез; 5 — задние слюнные железы (ядовитые); 6 — анус; 7 — чернильный мешок; 8 — печень; 3 — желудок; 10 — зоб; // — пищевод;

12 — передние слюнные железы; 13 — дорзаль- массы: 1 — пищевод; 2 — ротовое отверстие; 3 — че- мышца; 5 — передняя слюнная железа

жертву, что весьм.а важно для головоногих, обладающих узким пищеводом и поэтому вынужденных питаться предварительно мелко истертой пищей. Для этой цели у них служит радула.

Клиника отравления. Укус осьминогов вызывает очень сильную боль и нередко может оказаться для человека смертельным. В Австралии опасен осьминог Hapalochlaena maculosa, который, несмотря на небольшие размеры (до 10 см), обладает ядом, способным убить человека. Наиболее грозным симптомом является нарушение функций дыхания, на восстановление которой и должны быть направлены основные усилия патогенетической терапии отравления ядом осьминогов.

Химический состав и механизм действия. Химическая природа ядов исследована только для некоторых видов головоногих моллюсков. В яде обнаружены биогенные амины (тирамин, дофамин, норадреналин, гистамин), токсические белки и небелковые токсины.

Цефалотоксин— один из первых белковых токсинов, выделен- . ных из задних слюнных желез каракатицы Sepia officinalis и осьминогов Octopus vulgaris, О. macropus. Он токсичен в основном для ракообразных. Существуют видовые отличия в химической структуре цефалотоксинов, детали которых еще нуждаются в выяснении. Так, цефалотоксин, выделенный из О. dofleini, имеет молекулярную массу — 23000 и состоит из остатков 18 аминокислот. Токсический белок, близкий по фармакологическим характеристикам к цефалотоксину, выделен из задних слюнных желез осьминога Eledone cirrosa. Он имеет молекулярную массу — 70000. Как и цефалотоксин, токсин Е. cirrosa вызывает вялый паралич у ракообразных. На нервно-мышечном препарате омара Nephrops токсин в концентрации 1 мг белка/мл вызывает блок нервно-мышечного проведения на непрямую стимуляцию, снижение амплитуды МПКП и ПКП, что указывает на постсинаптический характер его действия. Проведение возбуждения по нерву в этих экспериментальных условиях токсином не нарушается.

Другим токсином белковой природы, выделенным из задних слюнных желез осьминогов Eledone moschata и Е. aldrovandi, является ундекапептид эледозин:

Пироглу - Про - Сер - Лиз - Асп - Ала-Фен-Иле-Гли-Лей-Мет—NH2 С-концевая последовательность эледозина имеет сходство с физа- леминОм — нейротоксином из кожных желез амфибии Physalaemus fuscomaculatus и веществом Р — медиатором болевой импульсации в задних корешках спинного мозга. Правильность первичной структуры эледозина подтверждена его синтезом. Эледозин вызывает сокращение гладкой мускулатуры изолированных органов млекопитающих и амфибий. Внутривенное введение токсина кошкам вызывает выраженный гипотензивный эффект. У собак эледозин в дозе 25—100 мкг/кг усиливает моторику желудочно-кишечного тракта и выделение пищеварительных соков. Менее чувствительны в этом отношении грызуны — крысы и кролики. В микродозах (5 мкг) эледозин, введенный в боковой желудочек мозга крысы, вызывает резкие изменения в поведении животных и характере электрической активности мозга. У животных наблюдается угнетение исследовательской реакции и груминга с после-

дующим развитием кататоний и тремора. В ЭЭГ имеет место развитие медленноволновой полиморфной активности, перемежающейся веретенообразными колебаниями.

Макулотоксин— небелковый нейротоксин, выделенный из задних слюнных желез осьминогов Hapalochlaena maculosa. Этот небольшой осьминог не агрессивен, однако может нанести смертельный укус. Симптомы отравления включают быстро развивающийся (через 2—10 мин) паралич. Вначале ощущается онемение слизистых, мышц лица и шеи, развивается афония, дисфагия. Постепенно паралич охватывает дыхательную мускулатуру, что может привести к смертельному исходу. В одном случае смерть человека была зарегистрирована через 90 мин после укуса осьминога.

Молекулярная масса макулотоксина ~540; по некоторым физико-химическим свойствам макулотоксин очень близок с ТТХ. Это сходство подтверждается и его физиологическим действием. Внутрибрюшинное введение макулотоксина животным вызывает беспокойство, атаксию, затруднение дыхания и смерть, которой предшествует судорожный припадок — следствие асфиксии. Электрофизиологическими методами показано, что макулотоксин в концентрации 10-5 г/мл избирательно блокирует входящий натриевый ток в гигантском аксоне кальмара, не влияя на стационарный калиевый ток, и не ингибирует воротный ток натриевых каналов. Макулотоксин наиболее активен в катионной форме, так как его блокирующее действие усиливается при повышении pH от 8 до 9.

Вместе с тем существуют и определенные различия в характере действия макулотоксина и ТТХ на возбудимые мембраны. Так, увеличение концентрации натрия в растворе ингибирует эффект действия макулотоксина, но не тормозит в этих концентрациях действие ТТХ. Эти и некоторые другие различия позволяют ряду исследователей отрицать идентичность макулотоксина и ТТХ.

Кроме макулотоксина в задних слюнных железах Н. maculosa имеется минорный компонент хапалотоксин, несколько отличающийся по физико-химическим свойствам от макулотоксина. Он также вызывает паралич дыхательной мускулатуры у мышей, но его токсическая доза выше —150 мкг/кг (против 50 мкг/кг* для макулотоксина).

* *

*

Моллюски — интересная в токсинологическом плане группа беспозвоночных животных, среди которых встречаются и продуценты весьма сильных токсинов (макулотоксин). С другой стороны, вторично-ядовитые» моллюски (инфицированные динофлагеллятами) нередко являются продуктами питания, в связи с чем их изучение приобретает важное медицинское и экономическое значение. Не вызывает сомнений, что дальнейшее изучение биологически активных веществ моллюсков расширит наши знания о их роли в аллелохимических взаимодействиях.

Глава7Глава7ЯДОВИТЫЕ ПАУКООБРАЗНЫЕ (ARACHNIDA)

Глава

7

Глава

7

Класс паукообразные относится , к подтипу хелицеровых Chelice- rata и в свою очередь распадается на целый ряд отрядов, среди которых токсинологическое значение имеют скорпионы Scorpiones, пауки Aranei и паразитиформные клещи Parasitiformes.

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТРЯДА СКОРПИОНОВ (SCORPIONES)

В настоящее время известно свыше 1500 видов скорпионов (по некоторым данным ~2000), относящихся к 85 родам и 6 семействам. Около 40% видов относится к сем. Buthidae, так называемых бутоидов, остальные виды составляют группу хактоидов, включающую 5 семейств (Штанке, 1977).

Пространство, обживаемое скорпионами, опоясывает земной шар полосой по обе стороны экватора между 48° с. ш. и 54° ю. ш. В Японии скорпионов нет. На островах Тихого океана, как правило, обитают в основном завезенные виды, хотя на некоторых крупных из них (Новая Каледония, Фиджи) живут эндемические виды. Южная граница обитания скорпионов совпадает с южными пределами материков, но в Австралии она захватывает также о. Тасманию.

Роды Tityus, Centruroides (Buthidae) обитают в Южной и Северной Америке, причем видовое разнообразие значительно больше в Южной Америке. Так, род Tityus представлен здесь 46 видами, a Centruroides—10 видами, соответствующие цифры для Северной Америки 1 и 11. Роды Buthus, Androctonus, Leiurus распространены на юге Европы, Азии и Африке, причем большая часть видов встречается в Палеарктической области. В Эфиопскую далеко на юг проникает лишь ограниченное число видов, еще слабее они представлены в Ориентальной области. Род Euscorpius (Chactidae), представители которого наряду с видами рода Buthus живут на территории Советского Союза, на юге Западной и Восточной Европы, проникая местами в Среднюю Европу, на островах Средиземного моря и в береговой полосе Малой Азии и Западного Кавказа, а также в Северной Африке.

Ядовитый аппарат скорпионов. Скорпионы — хищники. Они активны ночью, днем прячутся под камни, отставшую кору, в норы других животных или зары-

ваются в землю. Добычей скорпионам служат пауки, сенокосцы, многоножки, различные насекомые и их личинки. Известны случаи поедания мелких ящериц и мышат. При этом жертва схватывается клешнями педипальп и подводится к хелицерам. Если животное относительно крупное и оказывает сопротивление, скорпион применяет для ее обездвиживания яд. При этом он производит один или несколько уколов иглой, находящейся на вершине тельсона. Тельсон сильно вздут у основания и загибается на спинную сторону (рис. 19), заканчиваясь

Рис. 19. Представители скорпионова

A — Buthus eupeus (по Бялыницкому-Бируле, 1918); Б — Andractonus cras- sicauda (по Вашону, 1948)

острой искривленной иглой. В тельсоне находится пара ядовитых желез, протоки которых открываются вблизи вершины иглы двумя маленькими отверстиями. Каждая железа имеет овальную форму и сзади постепенно суживается в длинный выводной канал, который проходит внутри жала (рис. 20). Стенки ядовитых желез у эволюционно развитых родов Buthidae и Chactidae складчатые, и каждая железа окружена изнутри и сверху толстым слоем поперечных мышечных волокон. При сокращении этих мышц секрет желез у силой выбрасывается наружу. Кутикула скорпионов флюоресцирует в УФ свете, и это свойство можно использовать для сбора скорпионов в ночное время.

Существуют различные методы получения ядовитого секрета скорпионов для исследовательских целей: экстракция растертых ядовитых желез, механическая стимуляция тельсона, естественные ужаления в гидрофобные пленки. Однако, как свидетельствуют литературные данные и многолетний опыт авторов, наиболее эффективным является метод электрической стимуляции тельсона.

ЯД СКОРПИОНОВ

Клиника отравления. Ужаления скорпионов вызывают чрезвычайно сильные болевые ощущения, а иногда приводят к смертельному исходу, особенно у детей. 3. С. Баркаган (1964) выделяет 76

цветные и общие проявления интоксикации ядом скорпионов. К местным относятся: боль, гиперпатия, отек, гиперемия и возникновение пузырей с серозным содержимым в месте ужаления. Общетоксические нарушения выражаются в головной боли, головокружении, слабости, адинамии, нарушении сознания, расстройстве терморегуляции, судорогах, мышечном треморе, учащении и

55Рис. 20. Ядовитый аппарат скорпионов (по Физалп, 1922):

5

5

А — вскрытый тельсон; / — ядовитые железы; 2 — проток ядовитой железы; 3 — жало; 4 — отверстие протока; Б— продольный срез ядовитого аппарата скорпиона Androctonus те* lanophysa; В — поперечный срез; /—хитиновая оболочка с порами; 2 — ядовитая железа; 3 — мышца-компрессор; 4 — соединительнотканный шов

- затруднении дыхания, тахикардии, повышении АД, потливости, профузном слезо- и слюнотечении, обильном выделении слизи из Йоса, бронхиальной гиперсекреции, пиломоторной реакции. Нередки миокардиты и панкреатиты. У детей наблюдается отек легких.

Как можно видеть из симптоматики, специфика отравления ядом скорпионов заключается в одновременном возбуждении симпатического и парасимпатического отделов^ вегетативной нервной системы.

Патогенетическая терапия отравлений направлена на нормализацию функций вегетативной нервной системы. Для этого по предложению Баркагана (1952) успешно применяется комплексное лечение адрено- и холиноблокирующими препаратами. Кроме

того, рекомендуются анальгетики, хлорид кальция, тепло на зону ужаления. Наложение жгута на пораженную конечность или прижигание места ужаления скорее могут принести вред, чем пользу, поэтому в тяжелых случаях необходимо обратиться к врачу. Особенно это относится к детям до 5-летнего возраста.

Частота ужалений скорпионами со смертельным исходом довольно высока особенно в тропической и субтропической зонах. Так, из 608 случаев ужаления скорпионами Tityus trinitatus на о. Тринидаде смертность составила 4,7%, при этом у детей до 5 лет — 25%. В Израиле ужаления В. quinquestriatus были смертельны для 10,9% человек, в основном детей. В Бразилии из 6688 случаев ужаления Tityus sp. смертность составила 3,5%, но после применения сыворотки снизилась до 1,8%. В среднем смертность взрослых после ужаления Т. serrulatus составляет 0,8—1,4%, а детей — 3—20%. Однако комплексная специфическая и патогенетическая терапия позволила снизить летальность у детей до 0,26% (Кампос и др., 1979).

Химический состав. Нативный яд представляет собой бесцветную, слегка опалесцирующую жидкость со слабокислой реакцией. Белковые компоненты яда довольно термостабильны и выдерживают нагревание до 80° С без существенной потери активности. В яде присутствуют углеводы, представленные моно- и полисахаридами, у некоторых скорпионов обнаружены биогенные амины, например серотонин ^L. quinquestriatus), гистамин (Palamneus gravimanus). Особый интерес представляет белковая фракция яда, содержащая токсические полипептиды и ферменты.

Современные методы фракционирования и очистки сложных смесей высокомолекулярных соединений позволили выделить из яда различных видов скорпионов несколько десятков индивидуальных полипептидных токсинов и установить их первичную структуру. По специфической токсичности их можно разделить на три группы. К первой группе относятся токсины, проявляющие максимум активности на млекопитающих. Это токсины млекопитающих. Во вторую группу входят токсины, избирательно действующие на насекомых, — инсектотоксины. Третью группу представляют токсины, максимально активные для ракообразных, — токсины ракообразных.

Токсины млекопитающих. Токсины бутоидов представляют собой простые полипептидные цепочки, состоящие из 60—70 аминокислотных остатков с молекулярной массой ~7000. Полипептиды компактно свернуты и стабилизированы дисульфидными связями (рис. 21). Из яда среднеазиатского скорпиона Buthus eupeus также выделено несколько изотоксинов млекопитающих, среди которых максимальный вуход (2,2%) имеет токсин Мю— главный токсический компонент яда (DL50 0,72 мг/кг).

Вал-Арг-Асп-Гли-Тир-Иле-Ала-Асп-Асп-Лиз-Асп-Цис-Ала - Тир- Фен-Цис-Гли-Арг-Асн-Ала-Тир-Цис-Асп-ГлуТлу-Цис-Лиз-Лиз-Гли- Ала-Глу-Сер-Гли-Лиз-Цис-Трп-Тир-Ала-Гли-Глн-Тир-Гли-Асн-Ала*

Цис-Трп-Цис-Тир-Лиз-Лей-Про-Асп-Трп-Вал - Про - Иле - Лиз - Глн Лиз-Вал-Сер-Гли-Лиз-Цис-Асн

полная аминокислотнаяполная аминокислотнаяпбследовательдость токсина Мю из яда скорпиона Buthus еире- Ц5 (по Е. В. Гришину и Др., 1980)пбследовательдость токсина Мю из яда скорпиона Buthus еире- Ц5 (по Е. В. Гришину и Др., 1980)Рис. 21. Ковалентная структура нейротоксина II из яда скорпиона Androctonus australis (по Копеяну и соавт., 1976)Рис. 21. Ковалентная структура нейротоксина II из яда скорпиона Androctonus australis (по Копеяну и соавт., 1976)

полная аминокислотная

полная аминокислотная

пбследовательдость токсина Мю из яда скорпиона Buthus еире- Ц5 (по Е. В. Гришину и Др., 1980)

пбследовательдость токсина Мю из яда скорпиона Buthus еире- Ц5 (по Е. В. Гришину и Др., 1980)

Рис. 21. Ковалентная структура нейротоксина II из яда скорпиона Androctonus australis (по Копеяну и соавт., 1976)

Рис. 21. Ковалентная структура нейротоксина II из яда скорпиона Androctonus australis (по Копеяну и соавт., 1976)

Нейротоксин Мю состоит - из 65 аминокислотных остатков. В его составе полностью отсутствуют остатки треонина, метионина и гистидина. По своей аминокислотной последовательности токсин Мю сходен с нейротоксинами А-П из яда Androctonus australis и L-V из яда Leiurus quinqestriatus.

Несмотря на слабовыраженное структурное сходство, токсинам млекопитающих, как правило, присуща высокая степень гомологии N-концевых аминокислотных последовательностей. Именно здесь обнаруживается наибольшее количество инвариантных 'остатков аминокислот. Не исключено, что именно N-концевые участки токсинов с их высокой степенью гомологии играют ключевую роль в биологической функции.

У скорпионов Scorpio maurus palmatus (Scorpionidae), относящихся к группе хактоидов, обнаружен токсин млекопитающих, состоящий только из 32 аминокислотных остатков с молекулярной массой 3478. По-видимому, это новый тип токсинов млекопитающих из яда скорпионов.

Токсины насекомых и ракообразных. Выделенные инсектоток- сины из яда скорпионов делятся на две. структурные группы: «короткие» и «длинные». Представителем длинных инсектотоксинов являются токсины, полученные из яда североафриканского скор-

пиона Androctonus australis. Они состоят из 67—70 аминокислотных остатков с молекулярной массой ~7000, Стабилизированные 4 дисульфидными связями. Установление полной ковалентной структуры этого токсина позволило выяснить локализацию дисульфидных мостиков, которая в 3 случаях из 4 имела высокую степень гомологии с токсином млекопитающих из этого же яда. Так, для инсектотоксина дисульфидные связи были образованы Цис-16— Цис-37, Цис-22— Цис-42, Цис-26— Цис-44 и Цис-38— Цис-64. В токсине млекопитающих эти связи образованы Цис-16 — Цис-36, Цис-22 — Цис-46, Цис-26 — Цис-48, но Цис-12 — Цис-63. Можно предположить, что различия в локализации одной дисульфидной связи могут вызывать конформационные изменения в молекуле инсектотоксина и обусловить ее специфичность к нервной ткани насекомых.

«Короткий» тип инсектотоксина впервые был получен Гришиным и др. (1977) из яда среднеазиатского скорпиона Buthus eupeus. Несколько позже аналогичные токсины были получены Роша и др. (1979) из яда скорпиона А. т. mauretanicus и группой Гришина (1982) из яда кавказского скорпиона В. eupeus. Эти инсек- тотоксины имеют молекулярную массу ~4000, состоят из 35—36 аминокислотных остатков, с четырьмя внутримолекулярными дисульфидными связями. Они содержат 50% инвариантных аминокислотных остатков (табл. 8), что дает основание предполагать принципиально одинаковый механизм действия инсектоток- синов короткого типа.

Таблица 8. Аминокислотная последовательность инсектотоксиновкороткого типа из яда скорпионов (по Гришину и др., 1982)

ИнсектотоксинИнсектотоксинButhus eupeus HiButhus eupeus И5 Androctonus m. mauretanicus P2Buthus eupeus HiButhus eupeus И5 Androctonus m. mauretanicus P2Последовательность аминокислотв однобуквенном коде

Инсектотоксин

Инсектотоксин

Buthus eupeus Hi

Buthus eupeus И5 Androctonus m. mauretanicus P2

Buthus eupeus Hi

Buthus eupeus И5 Androctonus m. mauretanicus P2

MCMPCFTTRPDMAQQCRACCKGRGKCFGPQCLCGID MCMPCFTTDPNMANKCRDCCGGGKKCFGPQCLNR CGPCFTTDPYTESKCATCCGGRGKCVGPQCLCNRI

Несколько другой тип инсектотоксинов выделен Злоткиным и др. (1979) из яда скорпиона группы хактоидов Scorpio maurus palmatus. Инсектотоксины ИЦ и ИТ2 состоят из 28 (молекулярная масса 3232) и 36 (молекулярная масса 3963) аминокислотных остатков и имеют соответственно 2 и 3 дисульфидные связи.

«Длинный» тип токсинов ракообразных — полипептид, состоящий из 69 аминокислотных остатков, с молекулярной массой 8104 — выделен из яда скорпиона Androctonus australis. Токсин имеет основной характер, в нем отсутствуют метионин, гистидин, фенилаланин, но в значительном количестве присутствуют аргинин и глютаминовая кислота. В структуре токсина предполагается наличие 5 дисульфидных связей. Другой тип токсинов ракообразных, 80

состоящих из З^й—34 аминокислотных остатков, выделен из яда скорпиона Scorpio maurus palmatus (группа хактоидов).

Ферменты яда скорпионов. Яд скорпионов содержит ферменты, характерные и для других ядовитых животных (табл. 9).

Таблица 9. Ферменты яда скорпиона

Тривиальное название

Шифр

Систематическое название

Гидролазы

Фосфолипаза А

3.1.1.14

Фосфатид-ацилгидролаза

фосфолипаза В

3.1.1.5.

Лизолецитин-ацилгидролаза

Ацетилхолинэстераза

Кислая фосфатаза

3.1.1.7.

З.1.З.2.

Ацетилхолин-ацилгидролаза

Фосфогидролаза моноэфиров орто- фосфорной кислоты

б'-нуклеотидаза Фосфодиэстераза

З.1.З.5.

3.1.4.1.

б'-рибонуклеотид-фосфогидролаза

Фосфогидролаза ортофосфорных эфиров

Гиалуронат-гликаногидролаза

Гиалуронидаза

3.2.1.

Трансферазы

Рибонуклеаза

2.7.7.16.

Полирибонуклеотид-2-олигонуклеотид

трансфераза (циклизующая)

Распределение ферментов в ядах скорпионов различных видов весьма неравномерно, что в определенной степени может быть связано с их недостаточной изученностью.

Механизмы токсического действия. Экспериментальное изучение влияния яда скорпионов на важнейшие функциональные системы организма позволило во многом конкретизировать основные механизмы его токсического действия. Однако следует заметить, что глубина наших знаний об изменениях различных физиологических параметров, вызываемых ядом скорпионов, неравнозначна. Наиболее полно разработаны вопросы, касающиеся в основном влияния ядов на функции сердечно-сосудистой системы, исследованы механизмы высвобождения медиаторов под действием ядов, а также природа взаимодействия нейротоксинов яда скорпионов с аксональными мембранами. Интерес, проявляемый к исследованиям именно в этих направлениях, не случаен. В последнее время накапливается все больше данных, указывающих на то, что многие эффекты действия яда скорпионов являются следствием его нейротропной активности.

— Характерная черта интоксикации животных ядом скорпионов — быстрота возникновения и развития основных симптомов. Первые признаки отравления проявляются уже через несколько минут после введения яда и достигают максимального развития к концу первого часа. У выживших животных признаки интоксикации резко ослабевают или исчезают через 2—18 ч. Иногда наблюдается 6-546 si

Сканировано Кипером Русланом для http://chemister.fannet.ru

периодическое угасание и нарастание симптомрв отравления, причем повторяются они нередко через несколько дней после, казалось бы, полного выздоровления животного.

Наиболее токсичные виды скорпионов принадлежат к родам Leiurus, Buthus, Androctonus (Африка, Азия), Centruroides (юг США, Мексика), Tityus (Бразилия) (табл. 10).

Таблица 10. Токсичность и паралитическая активность яда некоторых видов скорпионов для белых мышей и личинок Sarcophaga

(по Злоткину и др., 1971)

Виды скорпионов

Токсичность DL50i мкг/мышь

Паралитическая активность, мкг/личинка

Leiurus quinque st rial us

5,1

0,22

Androctonus aeneas aeneas

6,2

0,05

A. mauretanicus mauretanicus

6,3

0 47

A. australis

7,0

0,29

Centruroides santa maria

7,7

3,82

Androctonus crassicauda

8,0

0,68

Tityus serrulatus

8,6

2,17

Buthiscus bicalcaratus

12,0

0 07

Centruroides limpidus tecomanus

13,7

0*22

Androctonus amoreuxi

15,0

0 36

Buthacus leptochelis

15,3

o',09

Buthus occitanus tunetanus

17,9

0 05

Buthacus arenicola

19,8

0 07

Buthus occitanus paris

83,0

0,03

Существенную вариабельность в токсичности ядов скорпионов трудно объяснить однозначно, поскольку токсичность одного вида скорпионов может изменяться в довольно значительных пределах под влиянием различных факторов: время сбора яда, размер и пол особей, экологических факторов, физиологического состояния животного, а также способа получения яда, его первичной обработки и условий хранения.

Основным компонентом, определяющим токсичность яда, являются токсические полипептиды, активность которых в несколько раз превосходит токсичность целого яда.

Нейротоксины яда скорпионов избирательно действуют на животных разных систематических групп. Это явление хорошо иллюстрирует табл. И, в которой активность целого яда принята за единицу.

Анализ таблицы показывает, что наибольшей специфичностью обладает токсин насекомых, не действующий на нервно-мышечные соединения других групп животных. Токсины млекопитающих и ракообразных обладают относительной специфичностью. Злоткин (1973) предположил, что явление избирательной токсичности может представлять собой химическую адаптацию к изменению в источниках питания скорпионов в связи с выходом на сушу.

Семейство Buthidae. Космополитическое семейство, состоящее из 44 родов, из которых токсинологическое значение имеют роды

Таблица 11. Специфичность действия токсинов из яда скорпиона на животных различных систематических групп (по Руланду и др., 1977)

Нервно-мышечные препараты

Токсины

насекомые

ракообразные

паукообразные

млекопитающие

Целый яд

Токсин ракообразных

Токсин насекомых

Токсин млекопитающих I

Токсин млекопитающих II

1

18

115

7

2

1

127

Не эффективен 27

4

1

67

Не эффективен

11

5

1

0,7

Не эффективен

1

22

Buthus, Androctonus, Leiurus, Centruroides, Tityus. Яд бутоидов вызывает ряд патологических реакций, ведущим звеном которых является массивный выброс нейромедиаторов из постганглионарных окончаний ВНС. В результате развиваются фазовые сдвиги со стороны АД, сердечного ритма, дыхания, наблюдаются изменения содержания в крови биологически активных веществ и гормонов. Резкое увеличение высвобождения нейромедиаторов приводит к нарушению функционального состояния иннервируемых органов.

Действие ядов бутоидов на сердце млекопитающих имеет двухфазный характер: начальная брадикардия сменяется тахикардией и усилением амплитуды сердечных сокращений. Первая фаза имеет холинергическую природу и купируется атропином, вторая — связана с гиперсекрецией катехоламинов. На внутриклеточном уровне действие яда В. eupeus на сердечную мышцу реализуется через систему циклических нуклеотидов. Во время брадикардии нарастает уровень цГМФ, тогда как фаза тахикардии связана с увеличением содержания цАМФ (рис. 22).

Изменения АД экспериментальных животных под действием этих ядов также носят двухфазный характер: начальная кратковременная гипотензия сменяется длительной и стойкой реакцией повышения АД. Начальное падение АД носит холинергическую природу и полностью блокируется атропином. Вторичная гипертензия имеет более сложный механизм и, кроме прямой активации симпатического отдела ВНС, зависит от увеличения продукции ренина и альдостерона. Особенностью яда В. famulus является развитие стойкой гипотензивной реакции, что может быть связано с присутствием в его составе гистаминлибераторного фактора с Мг~9500.

Под действием яда скорпионов существенно нарушается углеводный обмен, характеризующийся выраженной гипергликемией на фоне активации гликогенолиза в печени и мышцах. Увеличение содержания глюкозы в крови протекает, как правило, по механизму катехоламиновой гипергликемии, но в случае яда В. quinque- striatus может быть связано с присутствующим в его составе се-

ротонином. Гипергликемия, вызванная ядом скорпионов, отражается на функции поджелудочной железы, в которой усиливается секреция инсулина и тормозится выработка глюкагона. Яд оказывает и прямое действие на экзокринные функции поджелудочной железы, вызывая резкое усиление секреции амилазы и трипсина. Этот эффект блокируется атропином, что указывает на его холи-

Рис. 22. Влияние полипептидной фракции яда скорпиона Buthus eupeus на содержание циклических нуклеотидов в миокарде сердца морской свинки (по

Б. Н. Орлову и соавт., 1981):

Л — фаза брадикардии; Б — фаза тахикардии

лергическую природу и позволяет понять патогенез острых панкреатитов, наблюдаемых у ужаленных скорпионами людей.

Нейротропные свойства яда скорпионов проявляются не только в изменении вегетативной регуляции гомеостаза, но и в прямом воздействии на ЦНС. Инъекция ядов В. eupeus и Tityus serru- latus в желудочки мозга экспериментальных животных вызывает у них развитие судорожных состояний. При введении токсических доз смерть может наступить в результате острого отека легких, вызванного гиперсекрецией катехоламинов. В сублетальных дозах яд В. eupeus вызывает у крыс появление в ЭЭГ комплексов типа «пик—волна», характерных для малого эпилептического припадка. Эти данные проливают свет на патогенез судорожных состояний у людей при поражении ядом скорпиона, особенно в детском возрасте, когда защитные функции ГЭБ еще не совершенны.

Ключевым моментом, позволяющим понять механизмы нейротропного действия яда скорпиона, является природа его взаимодействия с возбудимыми мембранами. Нейротоксины, выделенные из яда бутоидов, модифицируют работу На+-каналов электро- возбудимых мембран, причем по характеру взаимодействия могут быть разделены на две'группы:, а- и р-токсины. а-Токсины вызывают замедление процесса инактивации быстрых На+-каналов возбудимых мембран, что приводит к развитию стойкой деполяризации (рис. 23, Л). В результате деполяризующего действия а-нейротоксинов наблюдается возникновение ритмических ПД, возрастает их длительность, увеличивается высвобождение нейромедиаторов из пресинаптических терминалей. Связывание., а-токсинов с мембраной существенно зависит от мембранного по- .84

тенциала и снижается при деполяризации мембраны (рис. 23, Б). В настоящее время «-токсины обнаружены в яде скорпионов Buthus, Leiurus, Androct onus.

р-Токсины модифицируют механизм активации На+-каналов и в отличие от «-токсинов их связывание с каналом йе носит потенциалзависимый характер. «-Токсины и р-токсины не конкурируют

Рис. 23. Влияние нейротоксина из яда скорпиона Buthus eupeus на мембрану перехвата Ранвье нерва лягущкп (по Г. Н. Можаевой и соавт., 1978):

А — ионные токи при различных значениях деполяризующих тестовых импульсов: / — фон; 2 — через 10 мин после добавления нейротоксина З.ЗХ10-7 моль/л; Б — зависимость константы связывания комплекса токсин—канал (Ко) от мембранного потенциала (I7). По оси ординат логарифмический масштаб

участки связывания, что позволяет говорить не только о суще- зовании различных рецепторов для этих токсинов в одном кале, но и о существовании двух типов каналов, различающихся селективности связывания с а- и р-токсинами. Известно, что :ёются объекты, рецепторы которых специфически связываются а-токсинами, но не реагируют с р-токсинами, например клетки йробластомы, аксон краба и др. р-Токсины выделены из ядов serrulatus (у-титиустоксин), Centruroides suffusus suffusus и sculpturatus; в последнем, кстати, имеются и «-токсины.

Кроме токсинов, воздействующих на №+-каналы, в яде С. по- ^s обнаружен первый полипептидный блокатор К+-каналов— ксиустоксир.

Как правило, селективность действия токсинов насекомых и кообразных гораздо выше, чем у токсинов млекопитающих, низких дозах яд скорпионов вызывает возбуждение нервно-мы- гчных синапсов беспозвоночных, при увеличении дозы активация меняется блоком проведения и развитием паралича (рис. 24).

Нейротоксины скорпионов интенсивно используются при изуче-

нии молекулярной архитектуры ионных каналов. На основе селективности связывания нейротоксинов с возбудимыми мембранами предложены различные модели строения ионных каналов. Так, согласно аллостерической модели Каттерала На+-канал имеет, по крайней мере, два регуляторных участка, взаимодействующих ал- лостерически и контролирующих активность третьего — ионотранспортного (табл. 12).

Таблица 12. Взаимодействие нейротоксинов с рецепторными участками Na+-кaнaлa (по Каттералу, 1982)

Рецепторный участок токсина в Na"1"-канале

Лиганд

Физиологический эффект

Ионотранспортный участок

Тетродотоксин Сакситоксин

Блокирование транспорта ионов

Регуляторный участок 1

Жирорастворимые нейротоксины (батрахотоксин и его аналоги)

Модификация процессов активации и инактивации Na+-nponn- цаемости

Регуляторный участок 2

Полипептидные нейротоксины (скорпион, анемона)

Замедление инактивации Ыа+-проницаемо- сти

Селективность связывания нейротоксинов скорпиона с каналом открывает возможность выделения компонента канала, являющегося рецептором для токсина.'Использование для этих целей токсинов из яда Leiurus, Centruroides и у-токсина из яда Т. serrulatus позволило оценить молекулярную массу основного рецепторного компонента в пределах 250 000—270 000.

Семейство Scorpionidae. Это семейство вместе с семействами Chactidae, Bothriuridae, Diplocentridae и Vejovidae составляет группу хактоидных скорпионов. В отличие от бутоидов яд хак- тоидов изучен менее подробно. Однако имеющиеся сведения указывают на значительные различия с гомологичными токсинами бутоидов.

Сем. Scorpionidae распространено от Африки до Индонезии и Австралии, а также в центральной и северной частях Южной Америки. Состоит из 31 рода, включающих 425 видов. Будут рассмотрены яды некоторых представителей родов Scorpio, Pandinus, Нел terometrus.

Из яда S. maurus palmatus впервые среди скорпионов-хакто- идов выделены и изучены токсические компоненты. В яде присутствуют два инсектотоксина, токсин млекопитающих, прямой литический фактор (ПЛФ) и фосфолипаза А. По отдельности ин- сектотоксины обладают только 2—3% активности целого яда, но их совместное применение воспроизводит 20% активности целого яда для насекомых. Совместное применение инсектотоксиноп-

уа 80% блокирует калиевый и натриевый ток в изолированном Аксоне таракана, с чем, по-впдимому, и связано паралитическое действие яда. Наличие цитотоксина (ПЛФ) в яде S. maurus pal- rnatus — отличительный признак хактои- дов. ПЛФ обладает гемолитическим •действием, и его эффект усиливает фос- ’ фолипаза А, что сближает его с цитотоксинами из ядов пчел и змей.

Яды индийских скорпионов Hetero- metrus fuluipes и Н. gravimanus обладают нейротропной активностью, вызывают гипергликемию, связанную с увеличением продукции адреналина. Токсическое начало яда Н. fulvipes — гликопротеин с Мг ~ 15 000. В яде Н. gravimanus обнаружены ацетилхолин (8—15 мкг/мл) и гистамин (30 мкг/мл), присутствие которых объясняет гипотензивное действие яда.

В отличие от Heterometrus яд Pandi- nus exitialis вызывает повышение АД, обусловленное высвобождением катехоламинов. В яде также присутствует серотонин, что необходимо учитывать при выборе средств патогенетической терапии.

Семейство Vejovidae. Распространено от юго-запада Канады до Южной Америки, а также на юге Европы, в Индии Гипотензивное действиеСемейство Vejovidae. Распространено от юго-запада Канады до Южной Америки, а также на юге Европы, в Индии Гипотензивное действиеи Индонезии.

Семейство Vejovidae. Распространено от юго-запада Канады до Южной Америки, а также на юге Европы, в Индии Гипотензивное действие

Семейство Vejovidae. Распространено от юго-запада Канады до Южной Америки, а также на юге Европы, в Индии Гипотензивное действие

яда Palamneus gravimanus, обитающего

в Индии и на о. Цейлон, связано с гистамином, присутствующим в яде. Кроме того, в яде обнаружена гиалуронидаза и Щелочная фосфатаза. Токсичность яда обусловлена белковым компонентом с А4г~7000. В низких концентрациях яд Р. gravimanus обладает прокоагулянтной активностью, связанной с активацией фактора X. Высокие концентрации вызывают антикоагулирующий эффект. В яде Другого представителя этого семейства Vejovis spinigerus обнаружен фактор с

гамеРис. 24. Влияние яда скорпиона Leiurus quinquestria- tus на ВПСП в m. flexor tibialis саранчи, вызванные одиночной стимуляцией нерва (по Парнасу и соавт., 1970):/ — фон; 2 — через 1 мин после добавления яда 0,1 мкг/мл; 3— через 2 мин после добавления яда 0,3 мкг/мл; 4 — через 1 мин после добавления яда 20 мкг/мл; 5 — добавление яда 50 мкг/мл, заметно угнетение ВПСП и появление дополнительных потен-гамеРис. 24. Влияние яда скорпиона Leiurus quinquestria- tus на ВПСП в m. flexor tibialis саранчи, вызванные одиночной стимуляцией нерва (по Парнасу и соавт., 1970):/ — фон; 2 — через 1 мин после добавления яда 0,1 мкг/мл; 3— через 2 мин после добавления яда 0,3 мкг/мл; 4 — через 1 мин после добавления яда 20 мкг/мл; 5 — добавление яда 50 мкг/мл, заметно угнетение ВПСП и появление дополнительных потен-циалов; 6 — блок проведения через 10 мин. Калибровка амплитуды для записей 1—3 —2 мВ, для 4—5 — 4, для 6—1 мВциалов; 6 — блок проведения через 10 мин. Калибровка амплитуды для записей 1—3 —2 мВ, для 4—5 — 4, для 6—1 мВантихолинэстеразной активностью.

гаме

Рис. 24. Влияние яда скорпиона Leiurus quinquestria- tus на ВПСП в m. flexor tibialis саранчи, вызванные одиночной стимуляцией нерва (по Парнасу и соавт., 1970):

/ — фон; 2 — через 1 мин после добавления яда 0,1 мкг/мл; 3— через 2 мин после добавления яда 0,3 мкг/мл; 4 — через 1 мин после добавления яда 20 мкг/мл; 5 — добавление яда 50 мкг/мл, заметно угнетение ВПСП и появление дополнительных потен-

гаме

Рис. 24. Влияние яда скорпиона Leiurus quinquestria- tus на ВПСП в m. flexor tibialis саранчи, вызванные одиночной стимуляцией нерва (по Парнасу и соавт., 1970):

/ — фон; 2 — через 1 мин после добавления яда 0,1 мкг/мл; 3— через 2 мин после добавления яда 0,3 мкг/мл; 4 — через 1 мин после добавления яда 20 мкг/мл; 5 — добавление яда 50 мкг/мл, заметно угнетение ВПСП и появление дополнительных потен-

циалов; 6 — блок проведения через 10 мин. Калибровка амплитуды для записей 1—3 —

2 мВ, для 4—5 — 4, для 6—1 мВ

циалов; 6 — блок проведения через 10 мин. Калибровка амплитуды для записей 1—3 —

2 мВ, для 4—5 — 4, для 6—1 мВ

Семейство Diplocentridae. Распространено в Египте, Израиле, Эфиопии, Индии, а также на юго-западе США и севере Южной Америки. Яд Nebo hierochonticus, обитающего в Израиле, токсичен для позвоночных и беспозвоночных животных. У простейших вызывает прекращение движений и выброс трихоцист. Яд обла-

дает гемолитическим действием, не связанным с протеолитической активностью. У людей, ужаленных N. hierochonticus, наблюдается жгучая боль, эритема, отек, в тяжелых случаях — некротические изменения в месте поражения.

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТРЯДА ПАУКОВ (ARANEI)

Среди паукообразных пауки являются самым большим по количеству видов (20 000) и наболее широко распространенным отрядом. Делится он на три подотряда: Liphistiomorphae (членистобрюхие пауки), Mygalomorphae (пауки-птицеяды в широком смысле) и Araneomorphae (аранеоморфные пауки) (Иванов, 1965).

Ядовитые для человека пауки принадлежат к подотрядам Mygalomorphae и Araneomorphae (рис. 25). Среди мигаломорфных

Рис. 25. Представители ядовитых пауков (по П. И. Мариковскому, 1958; Расселу и соавт., 1969; С. В. Пигулевскому, 1975):

А— каракурт Latrodectus mactans tredecimguttatus; Б — паук затворник Loxosceles arizonica', В — птицеяд Atrax robustus; Г — тарантул Lycosa singoriensis

пауков опасны для теплокровных животных и человека виды родов Acanthoscurria, Phormictopus, Avicularia, обитающие в Южной Америке, Pterinochilus из Восточной Африки, а также Atrax, принадлежащий Австралии. Из Araneomorphae очень ядовиты виды 88

родов Ctenus (Ctenidae), которые обитают в тропиках и субтропиках, и в том числе бразильские С. nigriventer. Mastophora (Ara- neidae — пауки-кругопряды), также обитатели тропиков, в том чис- .де М. gasteracanthoides, встречающийся в Перу. Heteropoda (Spa- rassidae), распространенный в тропиках и субтропиках, Latrodec- dus (Theridiidae — пауки-тенетники) живут во всех частях света и, в частности, в Средней Азии, Средиземноморье, Восточной Африке, Индии, Австралии, Северной и Южной Америке, * Новой Зеландии и Филиппинах; Lycosa (Lycosidae — пауки-воЛки) распространены в Европе и Азии; Dendryphantes (Salticidae— пауки-скакуны) обитают во всех частях света и в числе их D. noxiosus в Боливии, Loxosceles (Sicariidae) в тропиках и субтропиках.

В фауне СССР пауки представлены в громадном большинстве безобидными видами. К ядовитым относится тарантул (Lycosa singoriensis), распространенный в пустынной, полупустынной, степной и лесостепной зонах. Каракурт (Latrodectus mactans Лге- decimguttatus^—характерный представитель пустынной и полупустынной фауны, но часто встречается и в степной зоне (Средняя Азия, степи Кавказа и Крыма). Ядовит также Eresus niger— крупный представитель сем. Eresidae, живущий в степной и полупустынных зонах, и Chlracanthlum punctorium (Clubionidae), обитающий также в степной зоне.

Ядовитый аппарат. Жертва пауков схватывается хелицерами — передней парой конечностей. Они же служат для защиты и умерщвления добычи. Находятся хелицеры впереди рта на брюшной стороне головогруди. Это мощные, но короткие двучленистые придатки, расположенные различно у представителей разных подотрядов. Основные членики их лежат горизонтально у членистобрюхих (Liphistiomorphae) и мигаломорфных (Mygalomorphae) пауков У Ага- ,почти перпендикулярныЯдовитый аппарат. Жертва пауков схватывается хелицерами — передней парой конечностей. Они же служат для защиты и умерщвления добычи. Находятся хелицеры впереди рта на брюшной стороне головогруди. Это мощные, но короткие двучленистые придатки, расположенные различно у представителей разных подотрядов. Основные членики их лежат горизонтально у членистобрюхих (Liphistiomorphae) и мигаломорфных (Mygalomorphae) пауков У Ага- ,почти перпендикулярны-neomorphae, напротив, основные членики вертикальны главной оси тела. Толстый основной членик хелицеры у основания заметно вздут. На вершине у внешнего края он сочленен с острым когтевидно изогнутым конечным члеником. Этот последний двигается только в одной плоскости и может, пригибаясь внутрь, вкладываться, подобно лезвию ножа, в борозду на основном членике. Края бороздки вооружены хитиновыми зубцами. На концах когтевидных члеников открываются протоки пары ядовитых желез, лежащих или в основных члениках хелицер, или заходящих в головогрудь (рис. 26). Ядовитые железы — большие цилиндрические мешки с характерной исчерченностью, которая зависит от наличия наружной мускулатурной мантии и косых спиральных волокон. От передних концов желез отходит по тонкому выводному протоку.У Latrodectus железистый эпителий, секретирую- щиц яд, состоит из столбчатых клеток с заметно зернистой цитоплазмой. Среди столбчатых клеток хорошо заметны крупные округлые клетки, заполненные каплями гомогенного секрета. Считают, что клетки ядовитой железы обладают голокринным типом секреции. С помощью электронного микроскопа установлена иннервация железистых клеток, секреция которых, следовательно, находится под нервным контролем.-neomorphae, напротив, основные членики вертикальны главной оси тела. Толстый основной членик хелицеры у основания заметно вздут. На вершине у внешнего края он сочленен с острым когтевидно изогнутым конечным члеником. Этот последний двигается только в одной плоскости и может, пригибаясь внутрь, вкладываться, подобно лезвию ножа, в борозду на основном членике. Края бороздки вооружены хитиновыми зубцами. На концах когтевидных члеников открываются протоки пары ядовитых желез, лежащих или в основных члениках хелицер, или заходящих в головогрудь (рис. 26). Ядовитые железы — большие цилиндрические мешки с характерной исчерченностью, которая зависит от наличия наружной мускулатурной мантии и косых спиральных волокон. От передних концов желез отходит по тонкому выводному протоку.У Latrodectus железистый эпителий, секретирую- щиц яд, состоит из столбчатых клеток с заметно зернистой цитоплазмой. Среди столбчатых клеток хорошо заметны крупные округлые клетки, заполненные каплями гомогенного секрета. Считают, что клетки ядовитой железы обладают голокринным типом секреции. С помощью электронного микроскопа установлена иннервация железистых клеток, секреция которых, следовательно, находится под нервным контролем.ииРис. 26. Ядовитый аппарат тарантула (по П. И. Мариковскому, 1958):/ — ядовитая железа;Рис. 26. Ядовитый аппарат тарантула (по П. И. Мариковскому, 1958):/ — ядовитая железа;2 — основной членик лидеры; 3 — коготь лидеры2 — основной членик лидеры; 3 — коготь лидерыхе- хе-хе- хе-

Ядовитый аппарат. Жертва пауков схватывается хелицерами — передней парой конечностей. Они же служат для защиты и умерщвления добычи. Находятся хелицеры впереди рта на брюшной стороне головогруди. Это мощные, но короткие двучленистые придатки, расположенные различно у представителей разных подотрядов. Основные членики их лежат горизонтально у членистобрюхих (Liphistiomorphae) и мигаломорфных (Mygalomorphae) пауков У Ага- ,почти перпендикулярны

Ядовитый аппарат. Жертва пауков схватывается хелицерами — передней парой конечностей. Они же служат для защиты и умерщвления добычи. Находятся хелицеры впереди рта на брюшной стороне головогруди. Это мощные, но короткие двучленистые придатки, расположенные различно у представителей разных подотрядов. Основные членики их лежат горизонтально у членистобрюхих (Liphistiomorphae) и мигаломорфных (Mygalomorphae) пауков У Ага- ,почти перпендикулярны

-neomorphae, напротив, основные членики вертикальны главной оси тела. Толстый основной членик хелицеры у основания заметно вздут. На вершине у внешнего края он сочленен с острым когтевидно изогнутым конечным члеником. Этот последний двигается только в одной плоскости и может, пригибаясь внутрь, вкладываться, подобно лезвию ножа, в борозду на основном членике. Края бороздки вооружены хитиновыми зубцами. На концах когтевидных члеников открываются протоки пары ядовитых желез, лежащих или в основных члениках хелицер, или заходящих в головогрудь (рис. 26). Ядовитые железы — большие цилиндрические мешки с характерной исчерченностью, которая зависит от наличия наружной мускулатурной мантии и косых спиральных волокон. От передних концов желез отходит по тонкому выводному протоку.

У Latrodectus железистый эпителий, секретирую- щиц яд, состоит из столбчатых клеток с заметно зернистой цитоплазмой. Среди столбчатых клеток хорошо заметны крупные округлые клетки, заполненные каплями гомогенного секрета. Считают, что клетки ядовитой железы обладают голокринным типом секреции. С помощью электронного микроскопа установлена иннервация железистых клеток, секреция которых, следовательно, находится под нервным контролем.

-neomorphae, напротив, основные членики вертикальны главной оси тела. Толстый основной членик хелицеры у основания заметно вздут. На вершине у внешнего края он сочленен с острым когтевидно изогнутым конечным члеником. Этот последний двигается только в одной плоскости и может, пригибаясь внутрь, вкладываться, подобно лезвию ножа, в борозду на основном членике. Края бороздки вооружены хитиновыми зубцами. На концах когтевидных члеников открываются протоки пары ядовитых желез, лежащих или в основных члениках хелицер, или заходящих в головогрудь (рис. 26). Ядовитые железы — большие цилиндрические мешки с характерной исчерченностью, которая зависит от наличия наружной мускулатурной мантии и косых спиральных волокон. От передних концов желез отходит по тонкому выводному протоку.

У Latrodectus железистый эпителий, секретирую- щиц яд, состоит из столбчатых клеток с заметно зернистой цитоплазмой. Среди столбчатых клеток хорошо заметны крупные округлые клетки, заполненные каплями гомогенного секрета. Считают, что клетки ядовитой железы обладают голокринным типом секреции. С помощью электронного микроскопа установлена иннервация железистых клеток, секреция которых, следовательно, находится под нервным контролем.

и

и

Рис. 26. Ядовитый аппарат тарантула (по П. И. Мариковскому, 1958):

/ — ядовитая железа;

Рис. 26. Ядовитый аппарат тарантула (по П. И. Мариковскому, 1958):

/ — ядовитая железа;

2 — основной членик лидеры; 3 — коготь лидеры

2 — основной членик лидеры; 3 — коготь лидеры

хе- хе-

хе- хе-

У пауков Scytodes thoracica имеется комбинированный тип железы, со стоящий из двух отделов. Первый вырабатывает собственно яд, тогда как вто рой является своеобразной паутинной железой. Наметив жертву, паук с расстояния 1—2 см опрыскивает ее липким содержимым второго отдела железы, которое на воздухе быстро затвердевает в виде нитей паутины и приклеивает добычу к субстрату. После иммобилизации жертвы паук вводит в нее яд передних отделов железы обычным образом—с помощью хелицер.

Для получения яда у пауков его экстрагируют из предварительно извлеченных ядовитых желез пли применяют метод электростимуляции. Последний существует в двух вариантах: биополярный и монополярный. При биполярном способе электроды подводятся к обеим хелицерам, при раздражении электрическим током которых выделяется капелька яда, отсасываемая с помощью микропипетки. При монополярном способе наркотизированный паук фиксируется резиновой лентой на медной пластинке, служащей одним из электродов. Другой электрод подводится к хелицерам. При получении яда электростимуляцией возникает опасность загрязнения яда слюной. Поэтому сведения о протеолитической активности яда многих пауков относятся к яду, полученному именно методом электростимуляции. Напротив, в яде, полученном экстракцией желез, протеолитическая активность отсутствует. Для предохранения яда от загрязнения слюной необходимо при электростимуляции заставлять пауков прокалывать коготками хелицер тонкую пленку.

ЯД ПАУКОВ

Поражения, вызываемые пауками (арохноидизм) у человека и сельскохозяйственных животных, — весьма серьезная проблема для медицины и ветеринарии в связи с тяжестью клинической картины отравления, а в некоторых районах земного шара укусы пауков имеют эпидемиологическое значение. К сожалению, химический состав яда пауков по сравнению со скорпионами изучен в меньшей степени, что затрудняет попытки обобщения имеющегося материала.

Подотряд Мигаломорфные пауки, или пауки-птицеяды в широком смысле (Mygalomorphae, или Orthognatha)

К подотряду принадлежит более 1500 преимущественно тропических видов.

Семейство Aviculariidae (-Theraphosidae)

Это настоящие пауки-птицеяды, нередко достигающие размеров 6—11 см и более. Живут на деревьях в паутинных трубках или полостях почвы, в дуплах деревьев или расщелинах скал. В силу своих размеров и нередко агрессивного поведения могут представлять опасность и для человека роды Avicularia (Гвиана, Суринам, Бразилия, Калифорния), Acanthoscurria и Lasiodora (Южная Америка), Pterinochilus (Восточная Африка), Poecllothe- ria (о. Цейлон).

Феноменология отравления пауками-птицеядамп подробно изложена Пигулевским (1975). Из современных исследований, позволяющих получить представление о химическом составе и ме- 90

ханизмах действия ядов пауков-птицеядов, можно указать на изучение яда цейлонского паука Poecilotheria fasciata и восточноафриканского Pterinochilus sp.

Пауки Р. fasciata обитают на кокосовых пальмах, и поэтому нередки случаи укусов сборщиков кокосовых орехов. Отравление их ядом характеризуется сильной болью, которая распространяется от места укуса по телу, а также непроизвольными сокращениями скелетной мускулатуры. У местных жителей этот симптом поручил название «прыгающее тело». Иногда на месте укуса развивается некротический очаг, однако он может быть и следствием механического повреждения кожи и попадания вторичной инфекции.

В яде обнаружены алгогенные факторы — гистамин и серотонин. Изучение действия яда на нервно-мышечную передачу показало, что уже в концентрации 1 мкг/мл он усиливает и пролонгирует мышечные сокращения на непрямую стимуляцию. Этот эффект яда блокируется курареподобным веществом галламином. Вероятно, яд усиливает высвобождение ацетилхолина из моторных нервных терминалей, с чем и связаны клинические симптомы отравления.

Обитающие в Танзании пауки Pterinochilus sp. обладают нейротоксическим ядом и вызывают у млекопитающих сильную местную боль, беспокойство, повышенную чувствительность к внешним раздражениям. Через 5—15 мин у отравленных животных развивается гиперсаливация, риноррея, приапиз, диаррея, судороги, - наступает нарушение дыхания с последующим развитием резкой дыхательной недостаточности. При подкожном введении мышам DL50 целого яда Pterinochilus sp. составила 1,5 мг/кг. Яд токсичен и для беспозвоночных животных. Например, у таракана при ин- траабдоминальном введении после начального периода возбуждения наступает двигательный паралич (DLso = 45 мкг/кг). Из яда Pterinochilus sp. выделен токсический компонент с молекулярной массой /^ 10 500 и р/ 9,3. Он состоит из 77 аминокислотных остатков, в том числе 8 остатков цистеина, 8 — гистидина, 5 — лизина, имеется один остаток триптофана, но отсутствуют пролин, валин и метионин. Содержание токсина в целом яде не превышает 1,3% по белку. У экспериментальных животных токсин вызывает паралич задних конечностей и резкое угнетение дыхания. В отличие от целого яда токсин не обладает алгогенным действием и не вызывает лакримации, приапизма и диаррёи. Он характеризуется достаточно высокой активностью, его DL50 для мышей всего 0,1 мг/кг. При введении в сублетальных дозах выздоровление животных наблюдается через 2—4 ч.

Семейство Dipluridae

К этому семейству относятся тропические и субтропические виды, в основном небольших размеров. Пауки плетут у основания Деревьев или кустов, а также между камнями широкую сеть, свя-

занную с паутинной трубкой-убежищем. В качестве примера рассмотрим Atrax robustus, обитающего в Австралии.

Клиника отравления. Симптомы отравления ядом этого паука включают местную боль, слюно- и слезоточение, мышечные подергивания. Весьма характерны также тахикардия, гипертензия, пи- лоэрекция. Достоверно зарегистрированы смертельные случаи у людей, причем в одном случае смерть ребенка наступила уже через 15 мин после укуса (Сатерленд, 1981). В Австралии создана сыворотка против яда A. robustus, кроме того, рекомендуется наложение давящих повязок (но не жгута!) выше и ниже места укуса и иммобилизация конечности. Из симптоматических средств применяют диазепам, атропин, кортикостероиды.

Химический состав и механизм действия. Экспериментальное изучение яда A. robustus показало, что в нем содержится токсический полипептид атраксин, молекулярная масса которой; по предварительным данным ~1132. Кроме атраксина в состав яда входят ГАМК, спермин и гиалуронидаза. Яд A. robustus вызывает высвобождение ацетилхолина из холинергических нервных терминалей, что и служит причиной мышечных сокращений. Эффект усиления нервно-мышечной передачи через 70—100 мин сменяется ее угнетением. Другой характерной особенностью яда является его вазоконстрикторный эффект. Фармакологический анализ показал, что сокращение гладкой мускулатуры сосудистой стенки частично обусловлено прямым стимулирующим действием яда на «-адренорецепторы. Возможно, что этот механизм лежит в основе гипертензивной реакции, обычно наблюдаемой у людей, отравленных ядом A. robustus. Интересно, что в крови высших позвоночных, но не приматов, содержатся- факторы, нейтрализующие этот яд. Подобным эффектом обладает кровь крыс, кроликов, собак, кошек, мышей, цыплят. Ингибирующее действие сыворотки крови может быть обусловлено комплементом и иммуноглобулинами G.

Подотряд Аранеоморфные пауки (Araneomorphae)

К аранеоморфным относится большое число видов пауков, среди которых много и ядовитых. Степень изученности их весьма неравномерна. Так, яды Latrodectus (Theridiidae) и Loxosceles (Si- cariidae) в связи с их важным эпидемиологическим значением интенсивно изучаются. В то же время сильные яды таких пауков, как Cteniis (Ctenidae), Mastophora (Araneidae), Dendryphantes (Salticidae) и некоторых других, изучены явно недостаточно.

Семейство Sicariidae

Наиболее известны ядовитые представители рода Loxosceles (L. reclusa, L. laeta, L. arizonica, L. rufescens и др.). Это небольшие пауки длиной 7—12 мм (см. рис. 25, б).

Клиника отравления. Большое внимание уделяют изучению

Рис. 27. Влияние яда паука Loxosceles reclusa (0,5 мкг/мл) на спонтанную активность вентральной нервной цепочки таракана Periplaneta ameri- сапа (по Фойлу и соавт., 1979)Рис. 27. Влияние яда паука Loxosceles reclusa (0,5 мкг/мл) на спонтанную активность вентральной нервной цепочки таракана Periplaneta ameri- сапа (по Фойлу и соавт., 1979)L. reclusa в США, где в бассейне рек Миссисипи и Миссури они представляют серьезную опасность. Поражение ядом этих пауков называется «некротическим арахноидизмом», что подчеркивает выраженность местных симптомов отравления в виде обширных некротических очагов. Симптомы общего отравления выражаются в гемолитической анемии, тромбоцитопении, внутрисосудистом свертывании крови, гемоглобинурии, почечной недостаточности; в тяжелых случаях наступает смерть. Частота укусов L. reclusa в США довольно высока, например, 168 случаев в 1968 г. и 152 в 1977 г. Против яда Loxosceles создана сыворотка. Тем не менее, некоторые авторы рекомендуют раннее удаление участка укуса, так как, несмотря на введение сыворотки и применение лекарственной терапии, очень трудно избежать развития некроза.

Рис. 27. Влияние яда паука Loxosceles reclusa (0,5 мкг/мл) на спонтанную активность вентральной нервной цепочки таракана Periplaneta ameri- сапа (по Фойлу и соавт., 1979)

Рис. 27. Влияние яда паука Loxosceles reclusa (0,5 мкг/мл) на спонтанную активность вентральной нервной цепочки таракана Periplaneta ameri- сапа (по Фойлу и соавт., 1979)

Химический состав и механизм действия. В яде Loxosceles обнаружены гиалуронидаза, протеаза, липаза, щелочная фосфатаза, алиэстераза, арилэстераза, 5'-нуклеотидаза и сфингомиелинида- за D. Кроме того, из яда выделены высоко- и низкомолекулярная (менее 10 000) фракции, токсичные для насекомых. Эти фракции различаются по своей биологической активности. Высокомолекулярная фракция вызывает паралич у домашних мух; смерть наступает через 24 ч. Низкомолекулярная более активна — паралитическое действие проявляется уже через 30 мин, а смерть насекомых наступает через 4 ч. Целый яд и его низкомолекулярная фракция приводят к кратковременному, но очень сильному увеличению амплитуды и частоты импульсов в брюшной нервной цепочке таракана Periplaneta amerlcana, которое уже через несколько минут сменяется полным отсутствием активности (рис. 27). Однако этот эффект обратим, и после отмывания препарата спонтанная активность восстанавливается.

Присутствие инсектотоксинов объясняет активность яда L. reclusa по отношению к насекомым, причем следует учитывать, что в целом яде эти инсектоток- сины действуют синергично. Количество яда, которое выделяет при электростимуляции одна самка L. reclusa (70 мкл), достаточно, чтобы убить (DL50) 13 360 домашних мух.

Ферменты, входящие в состав яда, также играют важную роль

в его токсическом действии. У беспозвоночных яд L. reclusa вызывает лизис гемоцитов, жировой и мышечной ткани. Дерматонекрозы у позвоночных связаны с активностью сфингомиелинидазы D яда, которая, таким образом, является дерматонекротоксином. Кроме того, под действием этого фермента из тромбоцитов высвобождается серотонин, в результате чего происходит агрегация тромбоцитов (рис. 28).

Рис. 28. Агрегация тромбоцитов человека (/) и высвобождение из них 14С-серо- тонина (2), вызванные токсином паука Loxosceles reclusa в дозе 200 мкг бел- ка/мл (по Курпиевски и соавт., 1981)

Таким образом, сфингомиелинидаза D — один из важных патогенетических факторов яда, обусловливающий агрегацию тромбоцитов, развитие гемостаза, нарушение трофики тканей.

Некроз, вызываемый ядом L. reclusa, возникает и в результате аутоиммунных реакций. Под действием цитолитических компонентов яда (ферментов) активируется система комплемента, обеспечивается хемотаксис нейтрофилов к очагу поражения. Выделение нейтрофилами лизосомальных ферментов — также важный фактор, обусловливающий повреждение тканей. В эксперименте показано, что отек и некроз, вызванные ядом, значительно уменьшаются при снижении числа полиморфоядерных лейкоцитов в крови под действием фармакологических агентов.

Гемолитическое действие яда также является комплементзави- симым процессом. Гемолитическая анемия, развивающаяся при отравлении ядом Loxosceles, может обусловливаться как прямым 94

литическим, так и иммунопатологическим механизмом. Прямой лизис эритроцитов ядом связан с активностью сфингомиелинидазы D, причем ее гемолитическое действие тем больше, чем выше соотношение сфингомиелин: лецитин в мембране эритроцитов. Поэтому, например, эритроциты барана более чувствительны к яду Loxosceles, чем эритроциты человека. Однако лизис эритроцитов- человека резко усиливается в присутствии рдногрупповой сыворотки крови. Предварительно нагретая до 56° С в течение 30 мин сыворотка (для инактивации комплемента) лизирующим действием уже не обладает. Гемолиз можно также предотвратить добавлением в ненагретую сыворотку ингибиторов комплемента. Эти данные могут иметь терапевтическое значение.

7Л.2.2. Семейство Theridiidae (пауки-тенетники)

К семейству принадлежит более 1300 видов, среди которых наиболее важен в токсинологическом отношении род Latrodectus. Представители этого рода близки друг к другу в морфологическом отношении и характеризуются высокой патогенностью для млекопитающих, вызывая сходную, в общих чертах, картину Отравления. Пауки эти широко расселены в тропической, субтропической и южных поясах умеренной зоны земного шара. В отечественной литературе пауков Latrodectus обычно называют каракурт, в англоязычной — «черная вдова» (black widow), подчеркивая биологическую особенность самки, съедающей самца после копуляции.

Клиника отравления. Клиническая картина отравления ядом каракурта, как указывает Баркаган, складывается, в основном,, из общетоксических симптомов, среди которых преобладают общий болевой синдром, нервно-мышечные расстройства и вегетативные сдвиги. Больные жалуются на сильные распространяющиеся боли в конечностях, области поясницы, живота и грудной клетки. Отмечается психомоторное возбуждение, сменяющееся в тяжелых случаях глубокой депрессией, затемнением сознания, бредом, адинамией. Весьма характерны симптомы тонического напряжения мышц брюшного пресса, что нередко служило основанием для хирургического вмешательства по поводу «острого живота». Мариковский, Пигулевский, Павловский и другие авторы указывают на случаи бесполезной лапаротомии при отравлении ядом Latrodectus. Мариковский приводит высказывание Ходжеса: «Многие бесполезные операции могут быть предупреждены, если все врачи будут знать, что острая боль, ригидность живота, умеренная лихорадка, лейкоцитоз и случайная тошнота и рвота могут быть результатом укуса «черной вдовы».

Весьма выражены при отравлении каракуртом также симптомы возбуждения вегетативной нервной системы: мидриаз, потоотделение, повышение артериального давления, слюнотечение, бронхоспазм, приапизм, задержка мочеиспускания и дефекации. По данным Пигулевского, смертность при отравлении ядом Latrodectus

может достигать 2—4%. Лечение отравленных этим ядом симптоматическое, хорошие результаты дает внутривенное введение 25%-ного раствора гидросульфата магнезии или 10%-ного раствора хлорида кальция. К наиболее радикальным методам относится серотерапия. Во многих странах, в том числе и в СССР, выпускаются лечебные сыворотки против яда Latrodectus.

Профилактика укусов каракурта — важная задача для медицины и ветеринарии. Перспективным в этом отношении являются биологические методы борьбы с увеличением численности пауков, например, с помощью наездников, уничтожающих яйцекладки каракуртов. Из индивидуальных мер защиты человека рекомендуется применение в полевых .условиях противомоскитного полога, предохраняющего ночью от. заползания каракурта, а также прижигание места укуса головкой воспламеняющейся спички, что, по данным Мариковского, весьма эффективно, если сделано не позднее 2—3 мин после укуса. Ниже приведены значения DL50, мкг/кг, для беспозвоночных и позвоночных животных.

Вид животных

Рак62

Домашняямуха99

Морская свинка105

Мышь220

Химический состав и механизм действия. У беспозвоночных животных яд Latrodectus вызывает паралич, у позвоночных — начальную стадию возбуждения, с последующей атаксией, развитием клонических и тонических судорог, сменяющихся парезами, а также профузным слюно- и слезотечением. Тяжесть симптоматики прогрессивно нарастает вплоть до наступления коматозного состояния. Смерть животных чаще всего возникает в результате бронхоспазма и отека легких. У морских свинок бронхоспазм воспроизводится настолько легко, что предполагается использовать ингаляции яда Latrodectus для получения экспериментальной модели астмы и бронхоспазма. Существует видовая чувствительность к яду каракурта. Весьма чувствительны грызуны, лошади, верблюды, крупный рогатый скот. Малочувствительны ежи, собаки, летучие мыши, амфибии и рептилии.

Экспериментальное изучение яда Latrodectus показало, что точкой приложения его действия являются пресинаптические нервные терминали, из которых увеличивается высвобождение нейромедиаторов. Этот эффект наблюдается на препаратах тканей позвоночных и беспозвоночных животных и ведет к необратимому угнетению функциональной активности за счет истощения запасов медиатора. Двухфазный характер действия яда на рецептор растяжения рака хорошо иллюстрирует рис. 29.

К основному действующему началу этого яда относится кислый белок а-латротоксин с молекулярной массой ~ 130 000. Салихов и др. (1982), изучая четвертичную структуру токсина каракурта, показали, что он может находиться в растворе в виде мономера (75 000), димера (150 000) и тетрамера (300 000), при- 96

чем биологически активными формами являются димерная и тетрамерная.

На позвоночных животных а-латротоксин воспроизводит все эффекты действия целого яда, однако не действует на нервную ткань беспозвоночных. Следовательно, токсичность яда для беспозвоночных связана с другими компонентами. Целый яд и очищенный а-латротоксин вызывают мощное высвобождение дофамина, ацетилхолина, норадреналина, ГАМК из различных тканей (рис. 30). Пресинаптическое действие а-латротоксина выражается

40Г40ГРис. 29. Влияние яда паука Latrodec- tus mactans tredecimguttatus (7 мкг/мл) на импульсную активность рецептора растяжения рака Astacus astacus (по Гроссо и Па лжи, 1967):стрелкой отмечен момент введения ядаРис. 29. Влияние яда паука Latrodec- tus mactans tredecimguttatus (7 мкг/мл) на импульсную активность рецептора растяжения рака Astacus astacus (по Гроссо и Па лжи, 1967):стрелкой отмечен момент введения ядаРис. 30. Влияние экстракта из ядовитых желез паука Latrodectus antheratus на высвобождение 3Н-норадреналина из изолированной хвостовой артерии Крысы (по Пардалу и соавт., 1979)Рис. 30. Влияние экстракта из ядовитых желез паука Latrodectus antheratus на высвобождение 3Н-норадреналина из изолированной хвостовой артерии Крысы (по Пардалу и соавт., 1979)

40Г

40Г

Рис. 29. Влияние яда паука Latrodec- tus mactans tredecimguttatus (7 мкг/мл) на импульсную активность рецептора растяжения рака Astacus astacus (по Гроссо и Па лжи, 1967):

стрелкой отмечен момент введения яда

Рис. 29. Влияние яда паука Latrodec- tus mactans tredecimguttatus (7 мкг/мл) на импульсную активность рецептора растяжения рака Astacus astacus (по Гроссо и Па лжи, 1967):

стрелкой отмечен момент введения яда

Рис. 30. Влияние экстракта из ядовитых желез паука Latrodectus antheratus на высвобождение 3Н-норадреналина из изолированной хвостовой артерии Крысы (по Пардалу и соавт., 1979)

Рис. 30. Влияние экстракта из ядовитых желез паука Latrodectus antheratus на высвобождение 3Н-норадреналина из изолированной хвостовой артерии Крысы (по Пардалу и соавт., 1979)

в начальном резком (в 600—1000 раз) увеличении частоты МПКП, которое сменяется через 30—50 мин полным блоком нервно-мышечной передачи. Действие токсина проявляется и в бескальциевой среде, но содержащей ионы магния. Электронная микроскопия выявляет во время второй фазы действия токсина сильное набухание нервных терминалей и почти полное исчезновение синаптических везикул. Одной из причин этого может быть своеобразное перераспределение мембранных компонентов терминалей, вызываемое ядом. Считается, что яд приводит к дезорганизации цитоскелета, в результате которого сокращаются микрофиламенты аксолеммы и происходит сближение везикул с пресинаптической мембраной. В итоге наблюдается массивный выброс медиатора. Одновременно нарушается процесс рециклизации синаптических везикул.

, Хотя высвобождение медиатора из пресинаптических терминалей под действием а-латротоксина связано со входом внутрь волокна катионов, их транспорт, в частности кальция, очевидно.

осуществляется не через потенциалзависимые Са2+-каналы, поскольку специфические блокаторы этих каналов не препятствуют развитию действия яда. По мнению Б. А. Ташмухамедова яд и а-латротоксин способны сами индуцировать проницаемость мембран для различных катионов (рис. 31).

Рис. 31. Флуктуации проводимости, индуцируемые ядом каракурта Latrodectus mactans. tredecimguttatus в бислойных фосфолипидных мембранах (по О. В. Красильникову и соавт.,

1982):

среда: 10 ммоль СаСЬ, 10 ммоль трис-НС1, pH 7,5

Это предположение подтверждается экспериментами на бислойных фосфолипидных мембранах, обработка которых ядом каракурта или а-латротоксином приводит к образованию каналов проводимости для одно- и двухвалентных катионов, которые характеризуются селективностью и потенциалзависимостью. Так, селективность каналов, образованных ядом каракурта, имеет следующий вид: K+>Ca2+>Sr2+>Mg2+>Na+>Cs+^ Li+.

Модифицирующее действие а-латротоксина на нервные мембраны предполагает наличие в них специфических рецепторов для токсина. Изучение специфичности связывания а-латротоксина с нервными мембранами показало, что оно имеет насыщающий и некооперативный характер. Токсин обладает высоким сродством к нервной ткани, Кд = 1 нмоль/л. Предварительная обработка мембран трипсином полностью устраняет специфическое связывание, что указывает на белковую природу рецептора а-латротоксина. Кроме того, в связывании латротоксина с мембраной могут принимать участие гликопротеиды.

Относящийся к этому же семейству паук Lityphantes (Steato- da) paykulliana также обладает нейротропным ядом (Б. А. Таш- мухамедов и др., 1983). Под действием яда значительно увеличивается частота МПКП. Яд способствует высвобождению кальция из аксоплазмы, что влечет за собой увеличение секреции нейромедиаторов. Действующее начало яда представлено токсином олигомерной природы. Компонент с Мг~ 100000 обеспечивает связывание с пресинаптическим окончанием, тогда как компонент с Afr~5000 проникает в мембрану и формирует каналы для Са2+<

Семейство Araneidae (пауки-кругопряды)

Среди пауков этого семейства наиболее изучены крестовик обыкновенный Araneus diadematus, виноградный паук Mastophora gasteracanthoides, пауки рода Nephila и некоторые другие.

Яд A. diadematus, по данным Пигулевского, токсичен для насекомых и паукообразных, смерть которых наступает тем быстрее, чем ближе вводится яд к головному ганглию. У позвоночных животных яд крестовика вызывает местную воспалительную реакцию, парезы мышц задних конечностей, затрудненное дыхание. У человека смертельных случаев не отмечено. Отравление сопровождается болью и чувством жжения в месте укуса, кровоизлияниями в подкожную клетчатку, иногда развиваются некрозы. Из общих симптомов характерны головные боли, боли в суставах.

Ссылаясь на работы Вальбума (1915), Пигулевский указывает, что в яйцах крестовика содержится сильный токсин, вызывающий гипотонию у экспериментальных животных. Однако природа этого токсина неизвестна.

Рабочие виноградных плантаций в Южной Америке страдают от укусов М. gasteracanthoides, раскидывающих свои тенета на винограде. Укус сопровождается сильной болью, развивается геморрагический отек, приводящий к некрозу поверхностных тканей. В тяжелых случаях картина отравления осложняется вторичной инфекцией, занесенной в рану, что ведет к флегмоне или сепсису.

Яд пауков рода Nephila обладает очень сильным инсектицидным действием. Механизм этого действия, как показали японские исследователи (Каваи и др., 1982), связан с избирательным блокированием ВПСП в глутаматергических синапсах беспозвоночных. Из яда N. clavata эти авторы выделили токсин, который высокоспецифично и необратимо блокировал только возбуждающие синапсы, не оказывая влияния на тормозные. Сходное действие на глутаматные синапсы саранчи оказывает яд паука Argiope lobata (Ташмухамедов и соавт., 1983). Использование их токсинов открывает перспективу более детальной характеристики глутаматных синапсов у насекомых.

Семейство Lycosidae (пауки-волки)

Семейство насчитывает около 1200 видов во всех странах света, в том числе в Арктике.

Ядовитость тарантулов известна издавна. В средние века виновником тарантизма — заболевания, характеризующегося судорогами и хореическими движениями, считали тарантула апулийского Lycosa tarentula. Методы лечения того времени состояли в усиленных движениях больного до обильного потоотделения, во время которого, якобы, удалялся из организма яд. Больных заставляли быстро двигаться, а часто и танцевать под быструю ритмичную мелодию; так родилась тарантелла, одно из па которой напоми-

нает движение человека, раздавливающего ногой паука. Единого мнения об эпидемиологической роли тарантулов да и пауков вообще в тарантизме нет.

Клиника отравления. Укусы тарантулов отмечены и в наше время, однако симптоматика их несколько иная. Отравление их ядом характеризуется местной болью, отеком и гиперемией, иногда распространяющихся и на другие части тела. Очень тяжелые поражения кожи с развитием обширных очагов некроза описаны для южно-американского тарантула L. raptoria. Случаи смерти от укусов тарантулов у людей в настоящее время практически неизвестны. Нередко в результате неопытности врачей отравления, вызванные укусом тарантула, ошибочно приписывают каракурту. Для дифференциальной диагностики симптомов отравления этими пауками полезна таблица, приводимая Мариковским (1956) (табл. 13).

Таблица 13. Сравнительная симптоматика отравления при укусахтарантула и каракурта (по Мариковскому, 1956)

Укус каракуртаУкус каракуртаУкус тарантула

Укус каракурта

Укус каракурта

В момент укуса ощущается значительная болезненностьМеста проколов кожи коютками хелицер различимы невооруженным глазом и отстоят друг от друга на 3—15 ммВ месте укуса развивается два хорошо заметных пятнышка, соответствующие проколам хелицерВ месте укуса заметно обширное покраснение и опухание тканейБоль в месте укуса продолжается почти в течение сутокОбщих болей нет. Ощущение тяжести телаСонливое состояние, апатияВ момент укуса ощущается значительная болезненностьМеста проколов кожи коютками хелицер различимы невооруженным глазом и отстоят друг от друга на 3—15 ммВ месте укуса развивается два хорошо заметных пятнышка, соответствующие проколам хелицерВ месте укуса заметно обширное покраснение и опухание тканейБоль в месте укуса продолжается почти в течение сутокОбщих болей нет. Ощущение тяжести телаСонливое состояние, апатияВ момент укуса ощущается слабая боль. Во сне нередко укус не за- м-чаемсяМеста проколов кожи хелицерами не различимы невооруженным глазомВ месте укуса развивается маленькое пятнышко, иногда совершенно незаметноеВ месте укуса опухоли нетБоль в месте укуса вскоре исчезаетСильные боли во всем телеРезко выраженное двигательное и эмоциональное возбуждение, страх смертиВ момент укуса ощущается слабая боль. Во сне нередко укус не за- м-чаемсяМеста проколов кожи хелицерами не различимы невооруженным глазомВ месте укуса развивается маленькое пятнышко, иногда совершенно незаметноеВ месте укуса опухоли нетБоль в месте укуса вскоре исчезаетСильные боли во всем телеРезко выраженное двигательное и эмоциональное возбуждение, страх смерти

В момент укуса ощущается значительная болезненность

Места проколов кожи коютками хелицер различимы невооруженным глазом и отстоят друг от друга на 3—15 мм

В месте укуса развивается два хорошо заметных пятнышка, соответствующие проколам хелицер

В месте укуса заметно обширное покраснение и опухание тканей

Боль в месте укуса продолжается почти в течение суток

Общих болей нет. Ощущение тяжести тела

Сонливое состояние, апатия

В момент укуса ощущается значительная болезненность

Места проколов кожи коютками хелицер различимы невооруженным глазом и отстоят друг от друга на 3—15 мм

В месте укуса развивается два хорошо заметных пятнышка, соответствующие проколам хелицер

В месте укуса заметно обширное покраснение и опухание тканей

Боль в месте укуса продолжается почти в течение суток

Общих болей нет. Ощущение тяжести тела

Сонливое состояние, апатия

В момент укуса ощущается слабая боль. Во сне нередко укус не за- м-чаемся

Места проколов кожи хелицерами не различимы невооруженным глазом

В месте укуса развивается маленькое пятнышко, иногда совершенно незаметное

В месте укуса опухоли нет

Боль в месте укуса вскоре исчезает

Сильные боли во всем теле

Резко выраженное двигательное и эмоциональное возбуждение, страх смерти

В момент укуса ощущается слабая боль. Во сне нередко укус не за- м-чаемся

Места проколов кожи хелицерами не различимы невооруженным глазом

В месте укуса развивается маленькое пятнышко, иногда совершенно незаметное

В месте укуса опухоли нет

Боль в месте укуса вскоре исчезает

Сильные боли во всем теле

Резко выраженное двигательное и эмоциональное возбуждение, страх смерти

Ядовитость тарантулов имеет сезонные колебания, максимум токсичности их яда падает на период с мая по август.

Химический состав и механизм действия. Яд тарантулов токсичен для беспозвоночных и позвоночных животных, на что указывают многочисленные работы отечественных и зарубежных исследователей. У членистоногих яд вызывает паралич в результате нарушения синаптической передачи и деполяризации мембран. У млекопитающих на первый план выступают симптомы повышения сосудистой проницаемости, что ведет к развитию очагов геморрагии во внутренних органах и месте инокуляции яда. Токсич-

ность яда тарантула L. singoriensis для мышей (DL50), по данным Гришина и др. (1979), составляет 15 мг/кг. Яд характеризуется гиалуронидазной активностью, однако фосфолипазная, протеолитическая и гемолитическая активности не обнаружены. На нервно- мышечную передачу позвоночных животных яд практически не действует, однако влияет на гладкую мускулатуру. Сокращение гладкомышечных препаратов под действием яда L. singoriensis связано с усилением входящего потока ионов Са2+. Из целого яда тарантула выделен токсин с молекулярной массой ~ 11 780, состоящий из 104 аминокислотных остатков и содержащий 5 дисульфидных связей. Так же, как и целый яд, этот полипептидный токсин вызывает сокращение препаратов гладкой мускулатуры за счет усиления входа в миоплазму кальция, как это происходит при действии гистамина и брадикинина.

Семейство Clubionidae

Включает около 1500 видов мелких и средней величины пауков, встречающихся во всех частях света.

Chiracanthium japonicum — обитает в Японии. Имеет эпидемиологическое значение в сельскохозяйственных районах обычно в мае — августе. Укус сопровождается острой болью, локальной эритемой, отеками, головной болью, снижением аппетита, лихорадкой. При внутрибрюшинном введении токсина мышам наблюдается нарушение дыхания, вялый паралич, кровоточивость, отеки, 'некрозы. Токсичность наиболее активных фракций яда составляет 0,5 мг/кг. Белковая природа яда доказывается его полной инактивацией при нагревании до 60° С.

В Европе также известен ядовитый вид — С. punctorium. На западе США и в Мексике отмечены случаи укусов пауков из рода Trachelas (Т. uolutus, Т. mexicanus, Т. tranquillus). Укус вызывает местную жгучую боль, гиперемию и отек, удерживающиеся 3—4 дн.

Весьма болезненные укусы вызывают также пауки рода Clubion. Яд токсичен для членистоногих особенно при введении вблизи нервных узлов. У человека укус Clubion кроме жгучей боли вызывает развитие отека, геморрагического пузыря, лимфоденита и лимфангоита. При сильной интоксикации наблюдаются парезы^ асфиксия, нарушение сердечной деятельности, иногда коллапс.

Семейство Eresidae

Описано около 100 видов, среди них крупный Eresus niger, распространенный в степной и полупустынной зонах. При укусе пауки глубоко запускают крючки хелицер в кожу, впуская в ранки крупные капли яда. В месте укуса чувствуется резкая мгновенная боль, быстро сменяющаяся чувством онемения в укушенных пальцах. Затруднения в движениях и боль при надавливании в области укуса наблюдается в течение 2—6 дней.

Экспериментальное изучение действия яда Е. niger на ганглии брюшной нервной цепочки таракана выявило его деполяризующее действие, сопровождающееся развитием блока синаптической передачи. Нарушение синаптической передачи может быть связано с истощением запасов медиатора в нервных терминалях.

ЯД КЛЕЩЕЙ (PARASITIFORMES)

Клещи больше известны как переносчики самых различных заболеваний человека и позвоночных животных, что связано с питанием кровью нередко большого круга хозяев. Среди них немало носителей целого ряда инфекций и инвазий. Менее известны клещи как ядовитые животные. Тем не менее слюна некоторых из них, вводимая в ранку в момент присасывания к хозяину и обеспечивающая анестезирующий эффект, содержит ядовитые вещества.

К ядовитым относят несколько видов рода Ixodes (Ixodidae), в частности чрезвычайно широко распространенный собачий клещ J. ricinus, а также /. holocyclus. Собачий клещ распространен в европейской части СССР, в Западной Европе, Крыму, на Кавказе и в Северной Африке. Обычные места обитания иксодид — лиственные и смешанные леса, кустарники, пастбище. Если личинки и нимфы паразитируют на мелких млекопитающих, птицах, ящерицах, то взрослые клещи — на скоте, собаках, зайцах и нередко нападают на человека.

Кроме того, есть указания на ядовитость клещей рода ОгпШго- dorus, относящихся к сем. Argasidae. Аргазиды распространены в странах с сухим и жарким климатом. В СССР они характерны для Средней Азии и Закавказья, где зарегистрировано около 20 их видов. В отличие от иксодид, являющихся в основном пастбищными паразитами и подстерегающими свою добычу в открытой .природе, аргазиды — преимущественно убежищные формы, обживающие гроты, трещины в скалах, пустующие норы животных, постройки человека, где влажность достаточно высокая. Аргазиды отличаются от иксодид (вместе с которыми относятся к надсемейству Ixodoidea) отсутствием н'а теле щитков; ротовые органы у них спрятаны под передним краем тела, большинство аргазид имеют широкий круг хозяев от рептилий до человека.

Ядовитый аппарат. Колющий хоботок пксодового клеща (рис. 32) окружен воротничком — кольцевидной хитиновой пластинкой. Снизу воротничок в средней своей части продолжается вперед в виде длинного, суженного, разделенного бороздой на две половины колющего выроста — гипостома Гипостом усажен с брюшной стороны несколькими рядами шипов. Продольной бороздой шипы распределяются, на две боковые группы. Концы шипов направлены назад, в результате чего при внедрении в кожу хозяина хоботок крепко держится в {[ей. Спереди по бокам воротничка прикреплены два щупика — пальпы, широкие членистые придатки, едва выдающиеся за край гипостома и имеющие на внутренней поверхности вогнутость, что позволяет им при складывании в спокойном состоянии плотно обхватывать с боков колющий аппарат. При сосании же они отгибаются в сторону под прямым углом, предоставляя сосущему аппарату как можно глубже внедряться в кожу хозяина

Дорзальный край воротничка оттянут вперед в парные короткие придатки, загибающиеся своими боками вниз и образующие два трубчатых футляра, внутри которых находится пара свободно движущихся хелицер. Конечный членик хелицер (палец, крючок) очень короток, заострен, изогнут вбок и по наружному краю несет несколько сильных острых зубцов, направленных назад и расположенных в два неравных ряда на особых продольных гребнях. Ротовая полость заключена между футлярами хелицер и гипостомом. Гипостом с внутренней

Рис. 32. Собачий клещ Ixodes ricinus:

А—внешний вид; Б — хоботок самки; 1 — пальпы; 2— гипостом; 3 — конечный членик хелицеры; 4 — футляр хелицер; 5 — воротничок хоботка; В — слюнные железы

стороны песет продольный желобок. Уже у основания футляров хелицер гипостом срастается с ними, и ротовая полость полностью замыкается, превращаясь в плоскую трубку, куда открывается розовое отверстие. Тут же немного сзади впадают и протоки двух слюнных желез (рис. 32, В"). Они лежат в виде гроздьев железистых долек с обеих сторон внутренних органов и у начавших питаться клещей переполнены секретом. Концы желез у иксодпд заходят за 4-ю пару кокс. Внутри каждой железы проходит дихотомически ветвящийся проток. Ягодообразцые альвеолы (концевые мешочки железы) чередуются с одноклеточными дольками. Протоки железы выстланы внутри хитином, что делает их похожими на .трахеи. После прорезания кожи, осуществляемого режущими движениями хелицер, в ранку вводится гипостом. Погружение хоботка в кожу сопровождается интенсивным выделением слюны, которая, затвердевая, образует цементный футляр, прочно фиксирующий хоботок в коже. Такой механизм особенно характерен для иксодовых клещей (Ю. С. Балашов, 1967).

Клиника отравления. Изучение реакций тканей кожи в месте укуса клещами I. ricinus и Hyalomma, проведенное Е. Н. Павловским и С. П. Алфеевой (1941, 1949), показало, что слюна клещей обладает ядовитыми свойствами. В сочетании с механическим

действием ротовых органов слюна клеща вызывает некроз эпидермиса. В месте укуса наблюдается исчезновение эластических волокон и деформация коллагеновых пучков. Воспалительный процесс характеризуется инфильтрацией лимфоцитами и увеличением числа тучных клеток и базофилов. Иксодовые клещи питаются на хозяине в течение нескольких дней кровью и патологическим эксудатом, образующимся в результате взаимодействия токсической слюны клеща с тканями хозяина. Из первичного очага поражения патологические продукты вместе с токсической слюной попадают в кровь и в зависимости от дозировки (множественные укусы) могут вызывать симптомы общего отравления. Состав слюны аргазид и иксодид довольно значительно отличается (Ю. С. Балашов, 1967), что связано с особенностями их питания. У иксо- довых клещей, питающихся кровью и продуктами лизиса тканей, слюна должна не только иметь антикоагулирующие свойства, но и обеспечивать гистолизис. Аргасовые клещи питаются цельной кровью, гемолиз и дальнейшее разрушение которой происходит в кишечнике. В целом слюна иксодид является более гетерогенной по сравнению с аргасовыми клещами, однако и у тех, и у других в слюне имеются пока не идентифицированные компоненты, вызывающие повреждение и резкое повышение проницаемости стенок кровеносных сосудов хозяина.

Химический состав и механизм действия. Токсическое действие ядовитого секрета различных клещей неодинаково, но некоторые из них, как, например, /. holocyclus, представляют серьезную опасность для человека, домашних и сельскохозяйственных животных. Известно, что укус /. holocyclus приводит к развитию вялого паралича, который часто оканчивается смертельным исходом. Следует подчеркнуть, что существует видовая чувствительность к яду этого клеща. Так, лабораторные крысы не чувствительны к 6 питающимся на них клещам, тогда как это количество клещей способно убить собаку массой 15 кг. Мыши отличаются тем, что у них вместо типичного вялого паралича картина отравления развивается очень быстро и смерть наступает от остановки дыхания. Однако в таком виде процесс протекает только у взрослых животных (масса 20—25 г). У молодых мышей массой 4—5 г довольно легко вызвать развитие характерного вялого паралича. Из экстрактов слюнных желез /. holocyclus был выделен паралитический токсин с молекулярной массой 40 000—60 000 и р/ 4,5—5,0. Электрофизиологические исследования на изолированном нервно- мышечном препарате мышей, на которых предварительно питались 10 нимф паразита, показали, что токсин вызывает температурнозависимое ингибирование высвобождения ацетилхолина из нервных окончаний на непрямую стимуляцию. Введение молодым мышам 4-аминопиридина не облегчало течения интоксикации, хотя известно, что этот агент действует положительно при вялых параличах, вызванных другими пресинаптическими токсинами — токсином ботулизма, тайпотоксином и нотексином.

По-видимому, токсин I. holocyclus действует пресинаптически,

разобщая процесс деполяризации терминали и механизм секреции медиатора, поскольку спонтанное высвобождение медиатора сохранялось. При тяжелых случаях отравления рекомендуется применение разработанной в Австралии лечебной антисыворотки.

Токсические вещества содержатся и в яйцах иксодовых клещей. Выделенные из яиц различных видов клещей ^Amblyomma hebraeum, Boophilus decoloratus, В. microplus, Rhipicephalus evert- si) токсические вещества вызывали сходные гистопатологические изменения в тканях экспериментальных животных, что указывает на общность их строения.

Детальное изучение токсина, выделенного из яиц клеща A. hebraeum, показало, что это полипептид с молекулярной массой ~ 10000, токсичный для морских свинок. При подкожном введении морским свинкам очищенного токсина или целого экстракта у животных развивалась гиперстезия, анорексия, конъюнктивитьь и ринит. Неволосистые части тела были геперимированы. В тяжелых случаях развивалась геморрагическая диаррея, характерны были парезы, охватывающие голосовые мышцы.

Патолого-анатомическое исследование показало наличие локальных некрозов в печени, минерализации и отека слизистой мочевого пузыря и вакуолизацию эпителиальной выстилки. В красной пульпе селезенки наблюдалось скопление нейтрофилов:. В легких — умеренный отек, геморрагии, лейкостаз. В мозговойг ткани и оболочках отмечены петехиальные кровоизлияния.

Выделенный токсин обладал свойствами ингибитора протеазу его константа ингибирования по отношению к трипсину составила 1,6Х 10-6 моль, что указывает на неконкурентный тип ингибирования.

Следует отметить, что ингибиторы протеаз характерны для многих ядовитых животных, продуцирующих белковые яды. Такие ингибиторы найдены у змей, насекомых, анемон, в слюнных железах аргасового клеща Ornithodorus savignyi. Возможно, ингибиторы защищают белковые токсины от деградации протеиназами тканей жертвы, а также обеспечивают антикоагулирующее действие. Присутствие ингибиторов в яйцах клещей (овоингибиторов) может выполнять также защитную функцию от протеиназ микро организмов.

Дальнейшее изучение биологически активных веществ, продуцируемых клещами, поможет лучше понять механизмы оогенеза» эмбриогенеза, метаболизма и взаимоотношений с переносимыми, микроорганизмами и вирусами.

«длинные». В свою очередь токсины млекопитающих по механизму влияния на возбудимые мембраны делятся на а- и p-типы. Первые воздействуют преимущественно на инактивационные структуры №+-канала, вызывая замедление процесса инактивации натриевой проницаемости, причем их связывание носит потенциалзависимый характер и уменьшается при деполяризации мембраны. р-Токсины в основном модифицируют активационные системы Ыа+-каналов, и их связывание характеризуется потенциалнезависимостыо. Кроме того, в яде Centruroides noxius обнаружен блокатор калиевых каналов, в яде Scorpio maurtis palmatus — токсины новых структурных типов.

Изучение механизмов действия яда скорпионов во многом прояснило клинические симптомы отравления и способствовало разработке эффективных мер специфической и патогенетической терапии. Следует признать, что модификация ядом возбудимых мембран является тем пусковым механизмом, который обусловливает широкий спектр фармакологической активности яда. Увеличение высвобождения медиаторов из пресинаптических терминалей под действием яда обеспечивает развитие соответствующих постсинаптических реакций (клонические к тонические сокраще- шия скелетной п гладкой мускулатуры, изменения тонуса сосудов и деятельности сердца), которые на внутриклеточном уровне реализуются через систему циклических нуклеотидов.

При системном введении яд подпорогово деполяризует нервную мембрану, облегчая эффекты эфферентной нервной импульсации. Точкой приложения действия яда скорпионов являются безмиели- новые окончания нервных терминалей, так как интактные, покрытые миелиновой оболочкой нервные стволы устойчивы к действию яда. Вместе с тем приходится учитывать и прямое миотроп- ное действие яда, а также его влияние на ЦНС, особенно у детей, что еще раз подчеркивает сложный характер действия яда скорпионов на организм.

Нейротоксины скорпионов успешно используются как маркеры компонентов ионных каналов, и мы вправе ожидать новых открытий в этой области.

Яды пауков — чрезвычайно интересная и перспективная группа биологически активных веществ природного происхождения. Несмотря на недостаточность сведений о структуре токсических компонентов ядов, избирательность их действия на биосистемы уже сейчас интенсивно используется в фундаментальных исследованиях. В первую очередь это относится к яду Latrodectus. Установление механизмов поражающего действия яда — необходимый этап для выработки оптимальной тактики лечения этих от- равдений. Поэтому несомненную важность и практическую ценность имеют, например, данные об иммунопатологическом звене в механизме отравления ядом Loxosceles, что позволяет скорректировать выбор лекарственных средств.

Глава ЯДОВИТЫЕ

g НАСЕКОМЫЕ(INSECTA)

И многоножки

(MYRIAPODA)

Подтип Трахейнодышащие Tracheata включает в себя два класса наземных трахейнодышащих членистоногих — насекомых и многоножек, ядовитые представители которых будут рассмотрены в этой главе.

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Насекомые — наиболее многочисленный и высокоорганизованный класс членистоногих, играющий огромную роль в природе. Велика роль насекомых и в экономике человеческого общества;, так как многие из них имеют большое народнохозяйственное значение, например насекомые-опылители, медоносная пчела, тутовый и дубовый шелкопряд и др. Напротив, другие насекомые относятся к вредителям сельскохозяйственных культур или переносчикам различных болезней.

Нас будут интересовать ядовитые насекомые, вырабатываемые ими яды и характер воздействия этих ядов на биообъекты. Некоторые из ядов насекомых имеют длинную историю изучения (пчелиный яд), другие стали предметом пристального внимания только в последнее время (яд пауков, скорпионов и др.). В первую очередь исследованию подвергались наиболее токсичные для человека виды. Важным обстоятельством, лимитирующим изученность того или иного вида, является особенность его биологии (одиночный или общественный образ жизни, плотность популяции), с которой связана возможность получения массовых количеств яда, необходимых для аналитических целей. Отсюда понятно, почему яды пчел, муравьев и общественных ос изучены полнее, чем других групп насекомых.

Ядовитых насекомых можно разделить на несколько групп. Первая из них использует для введения яда специализированный жалящий аппарат (или яйцеклад у наездников). Насекомые второй группы вводят яд в тело жертвы через ротовой аппарат во время укуса. Жалоносные насекомые относятся к отряду перепон-

чатокрылых (Hymenoptera), тогда как виды с «пищеварительными» ядами можно встретить среди двукрылых (Diptera), полу- жестокрылых (Hemiptera). Среди чешуекрылых (Lepidoptera) встречаются формы, снабженные примитивным ранящим аппаратом,— в основном это гусеницы бабочек, не способные активно ввести яд в тело жертвы. Имаго чешуекрылых, как правило, пассивно-ядовитые, причем среди них имеются как первично-ядовитые виды, так и вторично-ядовитые, т. е. аккумулирующие в своем организме экзогенные яды. Наконец у жуков (Coleoptera) представлены как пассивно-ядовитые формы, так и виды, способные выпрыскивать ядовитые вещества, но лишенные ранящего аппарата.

ЯД ПЕРЕПОНЧАТОКРЫЛЫХ (HYMENOPTERA)

Ядовитые перепончатокрылые относятся к подотряду Стебельчатых (Apocrita), включающему много надсемейств, в том числе наездников (Ichneumonoidea), ос (Vespoidea, Sphecoidea и др.), пчелиных (Apoidea), муравьев (Formicoidea) (рис. 33).

Рис. 33. Представители жалоносных перепончатокрылых:

4 — шершень Vespa orientalis; Б — филант Philantus triangulum; В — шмель Bombas terrestris; Г — муравей Ponera coarctata

По своим токсинологическим характеристикам эта группа насекомых весьма разнородна и включает в себя как высокотоксичные, так и относительно малоядовитые виды (табл. 14).

Таблица 14. Сравнительная токсичность яда перепончатокрылых для мышей (по Шмидту и др., 1980)

Виды

i

DLfo, мг/кг i

lВиды

DL50, мг/кг

Pogonomyrmex comanche

0,25

Bombus impatiens

7,2

Р. badius

0,42

Paravespula maculifrons

9 ,0

Р. rugosus

0,47

Eciton burehelli

10

Р. barbatus

0,62

Paravespula flavopilosa

15

Ectatomma tuberculatum

1.7

Xylocopa virginica

Vespa orientalis

о 5

Polybia chrysothorax

32

Apis mellifera

3*5

Dinoponera gigantea

38

Vespula squamosa

3,5

Dolichovespula maculata

50

Myrmecia pyriformis

5,0

Apoica pallens

59

Paraponera clavata

6,0

Myr mica ruginodis

50—60

Ectatomma quadridens

6,5

Dasymutilla klugii

71

Polistes infuscatus

6,6

Paravespula germanica

117,5

Дальнейшее рассмотрение ядовитых перепончатокрылых целе сообразно провести внутри соответствующих надсемейств.

Наездники (Ichneumonoidea)

Большинство наездников паразитирует на других беспозвоночных, в основном насекомых, откладывая в них свои яйца (эндопаразитизм). Реже наездники являются эктопаразитами, откладывающими свои яйца на поверхности тела хозяина. Однако и в том, и в другом случае перед откладкой яиц наездник парализует свою жертву, вводя в нее яд с помощью своего яйцеклада. Вгасо- nidae, одно из семейств наездников, паразитируют на личинках насекомых с полным превращением, отдавая заметное преимущество гусеницам чешуекрылых. Бракониды-эндофаги паразитируют на свободно передвигающихся или временно парализованных хозяевах. В отличие от них экзофаги парализуют свои жертвы полностью или на длительный срок. К последним относится род Microbracon (Habrobracon).

Ядовитый аппарат. Яйцеклад браконид (Braconidae), одного из семейств наездников, устроен следующим образом (рис. 34). Две сочленованные головки первой яйцекладкой пластины Lami соединены одна а с тергитом IX, а другая b со второй пластиной Lam2. От первой пластины начинается эластичный стержень Rhi гег>й створки Vali, который идет вначале вперед, а затем загибается назад. Брюшной край створки может быть зазубрен на конце. Вторая яйце- кладная пластина Lam2 довольно велика, она сочленена с нижней головкой первой пластины Ь. От ее переднего края отходят вторые створки Val2, а от заднего — третьи Val3. Вторые вздуты у основания Bulb и слиты в непарную створку Val2. Их упругие стержни Rh2 расходятся в стороны своими основаниями— признак, характерный для Hymenoptera (на рисунке 35 не показано). Третьи створки \га13 желобообразны и служат футляром для Yah. 2- Все створки очень длинные и тонкие. С яйцекладом связаны кислая и щелочная железы. На'пример, у Microbracon кислая ядовитая железа состоит из 6 долек, впадающих в общий резервуар, который своим протоком соединен с яйцекладом. Туда же впадает и проток щелочной железы.

Химический состав и механизм действия. Ужаление М. hebeior и М. gelechiae вызывает полный и длительный паралич, наступаю-

щий уже через 15 мин. Один М. hebetor способен парализовать 1698 личинок Plodia и теоретически в течение своей жизни может продуцировать количество яда, достаточное для обездвиживания 1,6 млн. личинок. Как правило, наездники вводят в тело хозяина избыточное количество яда, чтобы обеспечить необратимый или длительный паралич. Возможно, это имеет приспособительное значение в тех случаях, когда жертва оказывается менее чувстви-

Рис. 34. Строение жалящегоРис. 34. Строение жалящегоаппарата перепончатокрылых (по Б. Н. Шванвичу, 1949):аппарата перепончатокрылых (по Б. Н. Шванвичу, 1949):

Рис. 34. Строение жалящего

Рис. 34. Строение жалящего

аппарата перепончатокрылых (по Б. Н. Шванвичу, 1949):

аппарата перепончатокрылых (по Б. Н. Шванвичу, 1949):

А — бракониды; Б — осы; В — конец брюшка наездника; Г — пчелиные, Lami — треугольная, пластинка; Trglx— квадратная пластинка; Lam2—продолговатая пластинка; Yah — колющая щетинка; Rht — дуга колющей щетинки; Val2 — стилет салазок; Vaht — поперечный отросток; Rh2 — дуга салазок; Bulb — луковица салазок; Res. gl.— резервуар кислой (парной) железы; при сокращении мышцы mis конец створки Valt втянут, при сокращении mi? выдвигается

яда очень высока, так, для огневки Galleria mellonellaяда очень высока, так, для огневки Galleria mellonellaтельной к яду, чем обычно. Активность обездвиживания гусеницы восковой

яда очень высока, так, для огневки Galleria mellonella

яда очень высока, так, для огневки Galleria mellonella

достаточно разведения яда 2Х10-8 г/мл. Вместе с тем существует и выраженная видовая специфичность в его действии. Например, личинка мельничной огневки Ephestia kuehniella остается парализованной в течение нескольких недель, тогда как Е. figulilella быстро оправляется от действия яда, а личинки Ostrinia nubialis полностью невосприимчивы к действию яда М. hebetor.

Видовая специфичность действия браконида используется для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Разведение бра- кониды Opius concolor, паразитирующей на личинках оливковой мухи, оказалось эффективным средством против этого вредителя.

Яд М. hebetor вызывает вялый паралич у чувствительных к нему видов насекомых. Активные начала яда — белки с молекулярной массой ~41 000 (компонент А) и ~ 57 000 (компонент В), обеспечивающие 85% биологической активности. Эти белки весьма лабильны и легко денатурируют при хранении и обработке. Целый яд М. hebetor, так же как и оба его компонента, вызывают снижение частоты МПКП в нервно-мышечном соединении'чешуекрылых и саранчи без изменения их амплитуды. Это указывает на пресинаптическпй характер действия яда. Точкой приложения действия яда являются только возбуждающие глутаминергические синапсы чешуекрылых, синапсы саранчи гораздо менее чувствительны. На тормозные синапсы насекомых, холинергические синапсы позвоночных и глутаминергические синапсы пауков и ракообразных яд не действует. Из чешуекрылых Ostrina nubialis также устойчива к действию яда.

Электронно-микроскопическое изучение парализованных ядом М. hebetor нервно-мышечных препаратов мышцы ретрактора коготка саранчи показало, что яд может блокировать встраивание везикул в пресинаптическую мембрану и тем самым нарушать процесс высвобождения медиатора. Предстоит еще разобраться в механизмах избирательного действия яда этого насекомого на аминергические синапсы чешуекрылых.

Роющие, или Сфекоидные, осы (Sphecoidea) и Дорожные осы (Pompiloidea)

Хищные одиночные осы, выкармливающие свое потомство парализованными (реже убитыми) насекомыми и пауками. Еще в классических работах Дюфура (1841) и Фабра (1879—1910) было высказано предположение, что роющие и дорожные осы парализуют свою добычу ударом жала чв ганглий (или вблизи него) брюшной нервной цепочки. Чаще всего в качестве примера приводится описание охоты песчаной аммофилы (Ammophila sabulosaY добычей которой служат гусеницы совок. Вытащив на поверхность извивающуюся гусеницу, аммофила наносит первый удар между головой и первым сегментом тела гусеницы. Оглушив ее таким образом, оса наносит своей жертве серию последовательных ударов жалом, поражая каждый сегмент тела. В результате достигается полная иммобилизация. Другая роющая оса — филант, или пчелиный волк (Phylantus triangulum^ обходится, как правило,

только одним ударом, но наносит его в надглоточный узел, парализуя, таким образом, ЦНС медоносной пчелы. Дорожные осы (Pompilidae) охотятся на пауков, причем отнюдь небезобидных. Например, каракурт является жертвой Pompilus clllatus; тарантулов способны парализовать осы-калигуры Cryptoheilus annulatus, а тропических пауков-птицеядов— осы Pepsis femoratus.

Ядовитый аппарат. Охота на таких крупных и сильных членистоногих требует и совершенствования жалящего аппарата. У ос строение жала уже отлично от наездников и обнаруживает большое сходство с жалом пчелиных (см. рис. 34). Механизм работы жала будет рассмотрен на примере пчелы, здесь же отметим, что жало ос длиннее, чем у пчел, саблевидно изогнуто, а у хищных одиночных ос лишено характерных зазубрин. У общественных ос жало может быть зазубрено. Ядовитые железы представлены кислыми и щелочной.

Химический состав и механизм действия. Известно, что поражающее действие яда максимально при его введении в ганглий и парализующий эффект ослабевает при введении яда в гемолимфу. Это явление может быть связано либо с затруднением диффузии яда, либо с инактивирующим действием гемолимфы. В пользу последнего предположения говорят, в частности, эксперименты с филантом, чувствительность которого к собственному яду была максимальной при введении в ганглий и резко ослабевала при инъекции в гемолимфу. Интересно, что самки филантов иногда выкармливают свое потомство парализованными самцами. Из этого можно заключить, что удар жалом в ганглий (или в непосредственной близости от него) является более естественным. Заметим, что некоторые примитивные осы, например бетилиды, наносят своим жертвам множественные ужаления без определенной системы, поэтому нельзя исключить и периферического действия яда.

Это предположение нашло свое подтверждение при детальном изучении химического состава и механизмов действия яда филан- та. Из этого яда выделено четыре токсина — филантотоксины а, Р, у и б. Их молекулярная масса ~700, но химическая структура пока не установлена. Паралитическим действием на ЦНС таракана обладает только а-филантотоксин, тогда как три других токсина проявляют периферическое действие. Относительная активность филантотоксинов р : у : б составляет 1:30: 100.

Целый яд филанта блокирует как возбуждающие, так и тормозные синапсы насекомых (рис. 35). Блокада возбуждающих синапсов включает в себя два механизма: пресинаптический и постсинаптический. Пресинаптический компонент действия яда филанта проявляется в снижении частоты МПКП, наблюдаемых на нервно-мышечных препаратах саранчи и медоносной пчелы. Однако электронно-микроскопическое изучение парализованных нервных терминалей этих объектов выявило определенные различия. У саранчи отмечено значительное истощение числа синаптических везикул в пресинаптическом окончании, тогда как в нервных терминалях пчелы, обработанных ядом филанта, количество везикул не отличалось существенно от контрольных значений. Эти факты пока не нашли своего объяснения. В последнее время было установлено, что под действием яда филанта на 50% блокируется 112

обратный захват глутамата в аминергических синапсах саранчи. Идентификация филантотоксинов, ответственных за блокирование обратного захвата, в настоящее время не проведена.

На постсинаптическом уровне целый ряд филанта неконкурентно блокирует возбуждающее действие глутамата на нервно-мышечный препарат саранчи. Наиболее эффективно воспроизводит постсинаптическое действие целого яда б-филантотоксин, который,

Рис. 35. Влияние яда филанта Philantus trlangulum на нервно-мышечную передачу у саранчи (по Пику, 1966):Рис. 35. Влияние яда филанта Philantus trlangulum на нервно-мышечную передачу у саранчи (по Пику, 1966):Л — регистрация ПД нерва и мышцы быстрой мышечной системы ноги саранчи; 1 — фон; 2 — через 15 с после инъекции 50 мкл раствора яда, эквивалентного 1 ядовитой железе; 3—4 — через 30 с и 4 мин соответственно; Б — тот же препарат; 5 — через 36 мия после отмывания яда физиологическим раствором; 6 — через 1 мин после повторного введения яда (0,5 ядовитой железы); 7 — через 2 мин. Калибровка: 1 деление сетки 1мВ, 5 мсЛ — регистрация ПД нерва и мышцы быстрой мышечной системы ноги саранчи; 1 — фон; 2 — через 15 с после инъекции 50 мкл раствора яда, эквивалентного 1 ядовитой железе; 3—4 — через 30 с и 4 мин соответственно; Б — тот же препарат; 5 — через 36 мия после отмывания яда физиологическим раствором; 6 — через 1 мин после повторного введения яда (0,5 ядовитой железы); 7 — через 2 мин. Калибровка: 1 деление сетки 1мВ, 5 мс

Рис. 35. Влияние яда филанта Philantus trlangulum на нервно-мышечную передачу у саранчи (по Пику, 1966):

Рис. 35. Влияние яда филанта Philantus trlangulum на нервно-мышечную передачу у саранчи (по Пику, 1966):

Л — регистрация ПД нерва и мышцы быстрой мышечной системы ноги саранчи; 1 — фон; 2 — через 15 с после инъекции 50 мкл раствора яда, эквивалентного 1 ядовитой железе; 3—4 — через 30 с и 4 мин соответственно; Б — тот же препарат; 5 — через 36 мия после отмывания яда физиологическим раствором; 6 — через 1 мин после повторного введения яда (0,5 ядовитой железы); 7 — через 2 мин. Калибровка: 1 деление сетки 1мВ, 5 мс

Л — регистрация ПД нерва и мышцы быстрой мышечной системы ноги саранчи; 1 — фон; 2 — через 15 с после инъекции 50 мкл раствора яда, эквивалентного 1 ядовитой железе; 3—4 — через 30 с и 4 мин соответственно; Б — тот же препарат; 5 — через 36 мия после отмывания яда физиологическим раствором; 6 — через 1 мин после повторного введения яда (0,5 ядовитой железы); 7 — через 2 мин. Калибровка: 1 деление сетки 1мВ, 5 мс

вероятно, укорачивает время жизни открытых глутаматом ионных каналов субсинаптической мембраны, одновременно увеличивая интервал между последовательными открытиями.

Одиночные роющие и дорожные осы не представляют серьезной опасности для человека, их ужаления носят, как правило^ случайный характер, например у пчеловодов, защищающих пасеку от нападения филантов. В месте ужаления ощущается небольшая боль, гораздо слабее, чем от ужаления пчелой; развивается эритема, бесследно исчезающая через 1—2 дня. Пчеловоды безбоязненно берут филанта в руки, так как его сравнительно тонкое жало обычно не прокалывает кожу на ладонях.

Складчатокрылые осы (Vespoidea)

Наиболее полно изучены яды ос, ведущих общественный образ жизни, поскольку у них облегчается процедура получения яда.

Ядовитый аппарат. Ядовитая железа Vespa orientalis, обычного для Средней • Азии, состоит из двух кислых желез, секретирующих яд в ядовитый мешочек. Кроме того, имеется одна щелочная железа, выделяющая свой секрет непосредственно в проток, соединяющий ядовитый мешочек с жалом.

Токсичность экстрактов ядовитых мешочков рабочих особей шершня V. orientalis зависит от стадии онтогенеза. Для мышей

8-546п з

DL5o яда закономерно снижается на преимагинальной стадии (от 1800 до 400 мг/кг), достигая 45 мг/кг в первые дни стадии имаго. Токсичность яда маток на 30—50% ниже, чем у рабочих особей. Важное значение в поддержании токсичности яда имеет наличие белка в пищевом рационе (Hmaff и др., 1977).

Клиника отравлений. Клинике ужаления осами посвящена огромная литература. 3. С. Баркаган (1977) приводит перечень наиболее часто встречающихся клинических признаков ужаления осами (в %): боль в месте ужаления (86,8), отечно-воспалительная реакция на яд (75), общее недомогание (63,2), зуд и крапивница (50), отек Квинке вдали от места ужаления (47,1), повышение температуры тела (45,6), сухость во рту (44,1), головная боль (27,9), сердцебиение (26,5), головокружение и потемнение в глазах (25), которые в 10% предшествовали полной потере сознания, одышка и чувство стеснения в грудной клетке (25), тошнота (22,1), рвота (8,8), отек языка, зева, гортани (13,2). Острые боли в суставах (артралгический синдром) имелись у 10,3 больных, боли в эпигастрии — у 7,4, судороги — у 4,4, непроизвольное мочеиспускание и дефекация — у 2,8. Ведущими местными признаками поражения являются острая боль в месте ужаления и локальная отечно-воспалительная реакция с признаками лимфангоита и лимфаденита. Иногда развиваются гигантские отеки, захватывающие не только пораженную конечность, но и прилегающую часть туловища. Общие проявления отравления при ужалениях осами, по Бар- кагану, складываются из четырех основных синдромов: 1) кожного — сыпь типа крапивницы; 2) циркуляторного — анафилактический шок; 3) отечного — отек Квинке; 4) астматического, с удушьем и экспираторной одышкой. Таким образом, наиболее тяжелые местные и общие реакции на яд имеют аллергическую природу, что требует применения не только соответствующей патогенетической, но и специфической десенсибилизирующей терапии. Частота возникновения аллергических реакций на ужаления осами (то же относится и к пчелам) весьма велика. Только в США зарегистрировано свыше 2 млн. человек, гиперчувствительных к яду перепончатокрылых. У таких людей повышено содержание иммуноглобулинов E(IgE), которые участвуют в реализации гиперчувствительности немедленного типа. Уже на первое ужаление у гиперчувствительных индивидуумов вырабатываются IgE к антигенам яда. Иммуноглобулины Е связываются с базофилами н тучными клетками, и при повторном ужалении сенсибилизированного человека взаимодействие антигенов яда с IgE приводит к дегрануляции тучных клеток и базофилов, высвобождению из них гистамина — медиатора реакций гиперчувствительности немедленного типа. Профилактическая иммунизация направлена на выработку в организме чувствительных людей иммуноглобулинов G, которые блокируют антигены яда (особенно высокомолекулярные) и, таким образом, препятствуют взаимодействию антигенов с иммуноглобулинами Е и запуску анафилактической реакции. Для иммунизации используются очищенные И стандартизированные

экстракты из тел насекомых, а в последнее время применяются очищенные препараты ядов. При тяжелых случаях отравления необходима противошоковая терапия: адреналин, кортикостероиды и противогистаминные препараты, которые должны вводиться только по назначению врача.

Химический состав и механизм действия. Яд ос — сложная химически гетерогенная система, в которой идентифицированы ферменты, полипептиды, физиологически активные биогенные амины и ацетилхолин. По набору ферментов и биогенных аминов яд шершня является одним из наиболее богатых среди перепончатокрылых. В состав ферментативных белков входят фосфолипазы А и В, гиалуронидаза, поли- и дисахаридазы; кислая, нейтральная и щелочная ДНК-азы, протеазы.

Фосфолипаза А2 из яда.среднеазиатского шершня имеет молекулярную массу ~ 16 000 и в отличие от фосфолипазы яда пчелы она богаче гидрофобными аминокислотами, чем объясняется способность молекулы этого фермента образовывать димеры (А. И. ЛАирошников и др., 1981). Анализ N-концевой аминокислотной последовательности показал существенные отличия фосфолипаз А2 из яда шершня и пчелы:

V. orientalis Н—Фен-Асн-Про-Цис-Про-Тир-Асп-Асп-Тре-Вал- -Х-Лиз-Мет-Иле-Иле-

А. mellifera Н—Иле-Иле-Тир-Про-Гли-Тре-Л^й-Трп-Цис-Гли- -Гис-Гли-Асн-Лиз-Сер-

По своей фосфолипазной активности целый яд шершня примерно на два порядка превосходит другие животные яды. Кроме фосфолипазы А2 из яда шершня была выделена белковая фракция специфически катализирующая реакцию гидролиза 1-лизолецити- на (фосфолипаза В), обладающая пресинаптическим блокирующим действием (ориентотоксин).

Широкий спектр гидролитических ферментов яда шершня обеспечивает его выраженные цитотоксические свойства, наблюдаемые на препаратах скелетной мускулатуры, почек, а также на гепатоцитах, эритроцитах и митохондриях. Следует отметить, что гемолитическая активность яда достигает своего’ максимума на 4—5 сут стадии имаго. Снижение гемолитического действия яда под влиянием ингибиторов протеаз указывает, что протеазы яда могут усиливать его прямое гемолитическое действие.

В сублетальных дозах (O,2DL5o) яд шершня вызывает у кошек выраженную и длительную (до 300 мин) гипергликемию. Гипергликемический фактор яда, очевидно, имеет белковую природу, так как плохо диализирует и инактивируется при нагревании до 100° С.

Среди физиологически активных веществ яда шершня следует указать гистамин, адреналин, норадреналин, дофамин, серотонин и ацетилхолин. Сочетание гистамина и ацетилхолина обеспечивает очень сильный болевой (алгогенный) местный эффект яда.

Присутствие в яде биогенных аминов и ацетилхолина во многом объясняет его действие на сердечно-сосудистую систему. Характерными эффектами яда при его внутривенном введении собакам являются падение АД и периферического сопротивления, увеличение сердечного выброса и стимуляция дыхания.

Среди других ос следует указать Vespula (Dolichovespula) та- culata, V. maculifrons, Ropolidia revolutionalis, Polistes humilis, P. comanchus, химический состав яда которых также стал предметом изучения в последнее время.

В ядах V. maculata и V. maculifrons обнаружены характерные для ядов ос гистамин, дофамин, норадреналин, а также гистидиндекарбоксилаза, ранее у ос неизвестная. Кроме того, в яде V. maculata присутствует серотонин, а в яде V. maculifrons — кининоподобные пептиды. В обоих ядах отсутствуют ацетилхолин и адреналин.

У ос R. revolutionalis, распространенных от Индии до Австралии, и Р. humilis, обычной в юго-восточной Австралии, найдены гистамин, серотонин, фосфолипаза А и гиалуронидаза, у Р. galli- cus яд обладает ДНК-азной активностью. Поскольку при УФ облучении нативная и одноцепочечная ДНК расщеплялись ядом так же, как и нативные, можно заключить, что ДНК-аза Р. gallicus относится к эндонуклеазам, впрочем так же, как и у V. orientalis. У обитающей в Северной Америке осы Polistes comanchus обнаружен гемолитический белок — полистин, отличающийся по своим характеристикам от гемолитических белков других перепончатокрылых, в частности мелиттина из яда пчелы A. mellifera и барба- толизина из яда муравья Pogonomyrmex barbatus. Молекулярная масса полистина ~ 26 000, что гораздо больше, чем у мелиттина (2840), даже если учесть его агрегацию в тетрамер (11 360). Различия в химической структуре полистина и мелиттина обусловливают и специфику их гемолитического действия (табл. 15).

Таблица 15. Чувствительность отмытых эритроцитов различных животных к яду Р. comanchus, V. orientalis и мелиттину (по Бернхаймеру и др., 1982)

Виды

Гемолитические ед./мг сухой массы

Виды

Гемолитические ед./мг сухой массы

Р. со- manchus ।

Г. orientalis

A. mellifera (мелит- j тин) 1

Р. comanchus

V. orientalis

A mellifera (мелит- тин)

Собака

Овца

330

<10

300

<10

330

63

Крыса Кошка

250

230

200

68

240

22 J

Кролик

330

200

135

Морская

440

790

530

Лошадь

150

28

250

свинка

Человек

560

830

220

Бык

<10

<10

80

Мышь

1000

435

20Э

Коза

<10

<10

80

По некоторым своим свойствам полистин близок к ферментативным белкам, но его субстратная специфичность не изучена.

Среди пептидных компонентов яда ос наибольшее значение

имеют кининоподобные пептиды, пептиды, дегранулирующие тучные клетки, и нейротоксические полипептиды.

структура кининов из брадикинин веспакинин X веспакинии М полистескинин R-1 полистеекинин R-2 полистескининструктура кининов из брадикинин веспакинин X веспакинии М полистескинин R-1 полистеекинин R-2 полистескининКинины. Первые кинины были выделены из яда ос Polistes в начале 50-х годов. В настоящее время известно целое семейство кининов, которые имеют большое структурное сходство с брадикинином или конъюгированы с ним. Ниже приведена первичная яда осы (по Шмидту, 1982):

структура кининов из брадикинин веспакинин X веспакинии М полистескинин R-1 полистеекинин R-2 полистескинин

структура кининов из брадикинин веспакинин X веспакинии М полистескинин R-1 полистеекинин R-2 полистескинин

H2N — Арг-Про-Про-Гли-Фен-Сер-Про-Фен- -Арг —CONH2

H2N — Ала-Арг-Про-Про-Гли-Феп-Сер-Про- -Фен-Арг-Иле-Вал

H2N — Глн-Арг-ПроТип-Гли-Фен-Сер-Про- -Фен-Арг-Иле-Асп

H2N — Арг-Про-Про-Гли-Фен-Тре-Про-Фен- -Арг — CONH2

H2N — Ала-Арг-Арг-Про-Про-Гли-Фен-Тре- -Про-Фен-Арг — CONH2

Пироглу-Тре-Асн-Лиз-Лиз - Лиз - Лей - Apr - -Гли — брадикинин

Кинины — гипотензивные, алгогенные пептиды, вызывающие повышение сосудистой проницаемости и обратимое сокращение гладкой (несосудистой) мускулатуры. Это важный патогенетический фактор, ответственный за развитие общих и местных симптомов отравления у позвоночных.

Первыми изученными природными гликопептидными дериватами брадикинина были веспулакинины 1 и 2, представляющие собой соответственно гептадекапептид и пентадекапептид:

углевод 1 углевод 2I I

веспулакинин 1 H2N — Тре-Ала-Тре-Тре-Арг-Арг-Арг-Гли — брадикинин

углевод 1 углевод 2

веспулакинин 2 H2N — Тре-Тре-Арг-Арг-Арг-Гли — брадикинин Углеводы соединены, видимо, с остатками треонина в N-концевой части пептида, тогда как его С-концевой фрагмент является брадикинином (Яшида и др., 1976). Углевод 1 состоит из 1—2 молекул N-ацетилгалактозэмина и 1 молекулы галактозы; углевод 2 — из 2—3 молекул N-ацетилгалактозамина и 2 молекул галактозы. По своей структуре веспулакинины близки с полистескинином, выделенным из смеси яда ос Р. annularis, Р. fuscatus, Р. exalamans. Веспулакинины — мощные гипотензивные агенты — примерно в два раза более сильные, чем брадикинин, и так же, как последний, быстро инактивируются в легких. Веспулакинины, по-види- мому, первые известные вазоактивные гликопептиды природного происхождения.

МСД-Пептиды. Пептиды, дегранулирующие тучные клетки (mast cell degranulating peptde)—MCD-пептиды в яде ос, были обнаружены только в 1979 г. (Хираи и др.), тогда как MCD-nen- тид из пчелиного яда был выделен гораздо раньше (Фредхолм, 1966). MCD-Пептиды ос были названы мастопаран (из яда Vespu- la lewisite и мастопаран X (Vespa xanthoptera);

мастопаран НгХ^Иле-Асн-Лей-Лиз-Ала-Лей-Ала-Ала-Лей-Ала- -Лиз-Лиз-Иле-Лей—CONH2

мастопаран X Н2Х = Иле-Асн-Трп-Лиз-Гли-Иле-Ала-Ала-Мет-Ала- -Лиз-Лиз-Лей-Лей—CONH2

Для получения мастопарана было использовано 5000 гомогенизированных ядовитых мешочков ос V. lewisii. Он в концентрации 0,5 мкг/мл вызывает дегрануляцию суспензии тучных клеток крысы и высвобождение из них гистамина. Гистаминлибераторное действие мастопарана-Х сходно с его аналогом. Мастопараны лишены кининоподобных свойств. В высоких концентрациях мастопараны гемолизируют эритроциты и незначительно индуцируют высвобождение серотонина из тромбоцитов. При хранении в водном растворе при доступе воздуха биологическая активность мастопарана-Х снижается, вероятно, за счет окисления остатка метионина. Мастопараны — первые MCD-пептиды, обнаруженные У ос.

Нейротоксины. Нейротоксины охарактеризованы в яде ос Vespa insularls и Vespa mandarina. Изучение нейротоксина Е из яда V. insularls показало, что он гиперполяризует постсинаптическую мембрану за счет увеличения ее хлорной проводимости.

Другой нейротоксин — мандаротоксин— выделен из яда крупного шершня V. mandarina, обитающего в Юго-Восточной Азии, ужаления которого могут быть смертельными даже для человека. Опасность ужаления этого шершня связана с большим количеством яда (до 20 мг), содержащегося в его ядовитом пузырьке.

Мандаротоксин имеет молекулярную массу ~ 20 000 с р/ 9,1. Молекула термолабильна и обладает основными свойствами, обусловленными большим содержанием в ней остатков лизина. Токсин лишен гемолитической и-ферментативной активности и является типичным нейротоксином. В низких дозах (0,1—0,25 мкг) он вызывает необратимое снижение амплитуды ВПСП в мионевральном синапсе беспозвоночных без изменения сопротивления постсинаптической мембраны, что указывает на пресинаптический характер его действия. Внутриклеточная регистрация электрической активности пресинаптического окончания показала, что под действием мандаротоксина прогрессивно снижается амплитуда пресинаптического ПД и максимальная скорость его нарастания. Механизм высвобождения медиатора при этом не повреждался. По своему блокирующему действию на ПД электрогенной мембраны мандаротоксин (10~6 моль/л) сопоставим с эффективностью ТТХ. Однако имеются различия; в частности, мандаротоксин действует

необратимо, кроме того, у личинок насекомых он блокирует ТТХ-устойчивые ионные каналы.

Рассмотренные нейротоксины — первые подробно охарактеризованные нейротоксины ос, и можно надеяться, что они только открывают список нейротоксинов этих насекомых.

Пчелиные (Apoidea)

Яд, вырабатываемый рабочими особями медоносной пчелы (Apis mellifera), — один из первых объектов зоотоксинологических исследований. Несмотря на то что человечество с древнейших времен использовало такой важный продукт пчеловодства, как пчелиный яд, с лечебными целями, строго научные сведения о его химическом составе стали появляться только в 50-е годы нашего столетия. Основные компоненты пчелиного яда были впервые открыты Пойманном и Габерманом из ФРГ. Позднее исследованиями свойств пчелиного яда занялись ученые в различных странах мира, в том числе и в СССР. Благодаря их трудам достигнут современный прогресс в изучении химии пчелиного яда, механизмов действия и практического его использования. Подробную литературу по этим вопросам можно найти в обобщающих работах Н. М. Артемова (1941), Б. Н. Орлова и др. (1979, 1980), Э. М. Алес- кер (1964), Ш. М. Омарова (1979), Габермана (1972), Шмидта (1982).

Ядовитый аппарат. Он состоит из сложноустроенного жала, а также кислой и щелочной желез. Как и у всех перепончатокрылых, ядовитые железы пчел являются гомологами придаточных желез женского полового аппарата. В пределах надсемейства Apoidea соотношение размеров обеих желез может быть различным. Павловский (1914) считает, что исходные железы имели, по всей видимости, приблизительно равную длину и обе были неразветвлены (Megachile). В дальнейшем то одна, то другая из них испытывали изменения как за счет удлинения, так и за счет дополнительного ветвления при одновременном уменьшении другой. У медоносной пчелы, в частности, щелочная железа значительно короче кислой. У шмеля кислая железа более разветвлена (рис. 36).

Считается, что эффект ужаления обусловлен поступлением в рану смеси секретов обеих желез. Вместе с ядом пчела вводит в жертву смесь изоамилацетата, изоамилпропионата и изоамилбутирата, являющихся аттрактантами и привлекающими к данному объекту других пчел.

ними образованиями иними образованиями икак по рельсам,как по рельсам,на вентральной поверхности салазок,на вентральной поверхности салазок,Жалящий аппарат пчел имеет строение, сходное т другими перепончатокрылыми (см. рис. 34, Г). От переднего конца треугольной пластины Lam; отходит эластичный стержень, образующий дугу колющей щетинки Rih и непосредственно переходящий в саму колющую щетинку Vali. Дистальная часть ее зазубрена. От продолговатой пластинки отходит эластичная дуга салазок Rh2, которая идет параллельно Rhi и тесно с ними соприкасается. Парные дуги салазок переходят в салазки жала, представленные у пчел слившимися непар- заканчивающимися заостренным стилетом салазок Val2.

ними образованиями и

ними образованиями и

как по рельсам,

как по рельсам,

на вентральной поверхности салазок,

на вентральной поверхности салазок,

По особым выступам

скользят парные колющие щетинки Vali. Проток ядовитого пузырька открывается в основание луковиц салазок Bulb. В проксимальной части каждой колющей щетинки Vah имеются поперечные отростки Vaht, расположенные внутри луковицы, п при движении они служат поршнями, проталкивающими секрет через канал, образованный между Vah и Val2.

При ужалении пчела круто изгибает конец брюшка книзу и наносит удар жалом, в результате чего стержень жала, состоящий из непарного стилета Val2

и парных колющих щетинок Vah, погружается в покровы тела жертвы. Вслед за этим начинаются поочередные движения колющих щетинок за счет согласованных сокращений мышц Ш18 и т17. При сокращении тх% квадратная пластинка TrgIX давит на треугольную пластинку Lamt и заставляет ее вращаться вокруг точки сочленения «Ь» и тем самым выдвигает колющую щетинку за салазки жала. При сокращении mi7 пластинка Lamt поворачивается вокруг точки «6» в обратную сторону и втя- 1ивает колющую щетинку назад. Зазубрины на колющих щетинках фиксируют их в эластичной коже млекопитающих, поэтому сокращение mi? ведет не к втягиванию Vah, а к дальнейшему углублению стилета в кожу. Так, последовательно вонзая правую и левую щетинки и подтягивая в промежутках весь стержень жала, пчела все глубже погружает жало в тело жертвы. Сразу же после ужаления пчела инстинктивно пытается улететь, однако жало вместе с ядовитыми железами и последним ганглием брюшной нервной цепочки остается в коже

кислая железакислая железаи продолжает работать автоматически. Пчела, потерявшая жало, погибает. Каков же биологический смысл этого явления? Артемов (1941) считает, что наличие зазубрин на колющих щетинках не может играть решающей роли, так сак у общественных ос также имеются зазубрины, на жале, но они не отрывают его при ужалении млекопитающих.

кислая железа

кислая железа

По-видимо-По-видимо-Ь£3 щелочная или дюфуроба,железа

По-видимо-

По-видимо-

Рис. 36.- Эволюция ядовитых желез у перепончатокрылых (по Е. Н. Павловскому, 1963):

/ — мегахила Megachile sericans; 2 — галикт На- lictus sexcintus; 3 — андрена Andrena hattorfiana; 4 — пчела-подалирий Podalirius quadrifasciata; 2a — осмия Osmia spinulosa; За — пчела медоносная Apis mellifica; 4a — шмель Bombus distin- guendus

му, легкость, с какой пчела отрывает свой жалящийму, легкость, с какой пчела отрывает свой жалящийаппарат, не является примитивным признаком. Скорее это прогрессивное приспособление, позволяющее ценой гибели отдельных особей повысить эффективность ужаления, что яв-аппарат, не является примитивным признаком. Скорее это прогрессивное приспособление, позволяющее ценой гибели отдельных особей повысить эффективность ужаления, что яв-ляется полезным для пчелиной семьи в целом.Клиника отравления. Оно может протекать в виде интоксикаций, вызванных мно- также носить аллергическийляется полезным для пчелиной семьи в целом.Клиника отравления. Оно может протекать в виде интоксикаций, вызванных мно- также носить аллергическийжественными ужалениями пчел, а характер. Аллергические реакции ются у 0,5—2% людей.жественными ужалениями пчел, а характер. Аллергические реакции ются у 0,5—2% людей.на пчелиный яд наблюда- У. сенсибилизированных индивидуумов резкая реакция вплоть до анафилактического шока может развиться в ответ на одно ужаление. Так же как и при ужалениях осами, профилактические меры сводятся к повышению титра иммуноглобулинов G путем иммунизации экстрактом из тела пчел или очищенным ядом. В последнем случае лучшие результаты получаются при использовании не нативного яда, а его нераство- 120

му, легкость, с какой пчела отрывает свой жалящий

му, легкость, с какой пчела отрывает свой жалящий

аппарат, не является примитивным признаком. Скорее это прогрессивное приспособление, позволяющее ценой гибели отдельных особей повысить эффективность ужаления, что яв-

аппарат, не является примитивным признаком. Скорее это прогрессивное приспособление, позволяющее ценой гибели отдельных особей повысить эффективность ужаления, что яв-

ляется полезным для пчелиной семьи в целом.

Клиника отравления. Оно может протекать в виде интоксикаций, вызванных мно- также носить аллергический

ляется полезным для пчелиной семьи в целом.

Клиника отравления. Оно может протекать в виде интоксикаций, вызванных мно- также носить аллергический

жественными ужалениями пчел, а характер. Аллергические реакции ются у 0,5—2% людей.

жественными ужалениями пчел, а характер. Аллергические реакции ются у 0,5—2% людей.

римой формы, получаемой при иммобилизации белков яда на высокомолекулярном носителе, например полимеризованном глютаральдегиде. В случае развития тяжелых аллергических состояний применяется противошоковая терапия квалифицированным медицинским персоналом. Множественные ужаления пчелами наблюдаются, как правило, вблизи ульев, когда по тем или иным причинам провоцируется инстинкт защиты гнезда. Не последнюю роль могут играть резкие запахи (духи, одеколон и т. д.), действующие на пчел как аттрактанты. Клиническая картина зависит от количества ужалений, их локализации, функционального состояния организма. Как правило, на первый план выступают местные симптомы: резкая боль, отеки. Последние особенно опасны при поражении слизистых оболочек рта и дыхательных путей, так как могут привести к асфиксии. При попадании массивных доз яда в организм наблюдаются поражения внутренних органов, особенно почек, участвующих в выведений яда и токсических метаболитов из организма. В литературе описаны случаи, когда для восстановления функции почек приходилось применять неоднократный гемодиализ. Первая помощь сводится к удалению жала из кожных покровов; рекомендуется промыть пораженный участок кожи раствором этилового или нашатырного спирта. Хороший эффект дают противогистаминные препараты, однако в тяжелых случаях необходимо обращаться за медицинской помощью.

Химический состав и механизм действия. Общеизвестно, что ужаление даже одной пчелы весьма болезненно, а массовые ужаления (нападение роя и т. д.) могут привести к смертельному исходу. С другой стороны, пчелиный яд, так же как и яд ос, — сильный аллерген, и это еще в большей степени осложняет клиническую картину отравления. Расшифровка химического состава пчелиного яда во многом способствовала пониманию его поражающего действия. Биологически активные вещества, входящие в состав пчелиного яда, принято делить на несколько групп. Первая из них — это белки с ферментативными свойствами, среди которых наибольшее патогенетическое значение имеют фосфолипаза Аг, гиалуронидаза и кислая фосфатаза. Следующую группу составляют токсические полипептиды: мелиттин, апамин, MCD-пептид, тертиапин, секапин. В качестве минорных компонентов присутствуют гистаминсодержащие пента- и тетрапептиды, например прокамин. Третья группа включает биогенные амины — гистамин и, в незначительных- количествах, дофамин и норадреналин. Сравнительно недавно в пчелином яде были описаны «-глюкозидаза, фосфомоноэстераза, р-галактозидаза и некоторые другие ферменты. Однако следует учитывать, что ферментный состав яда существенно зависит от способа его получения — электростимуляцией или экстракцией из ядовитых пузырьков. В последнем случае могут быть загрязнения.

Химический состав яда изменяется с возрастом пчелы. Так, наибольшее количество мелиттина секретируется на 10-й день, а гистамина — на 35—40-й день. Уровень гиалуронидазы сущест-

венно не меняется в интервале 2—40 дней жизни. Оуен (1979) считает, что наличие механизма секреции мелиттина в первые дни жизни рабочей! пчелы отражает ее биологическую специализацию— охрану гнезда от беспозвоночных, так как их ужаление проходит без аутотомии жала. У пчел-фуражиров на склоне их жизни вырабатывается больше гистамина — алгогенного агента, направленного против позвоночных, так как их ужаление приводив к гибели пчелы. Таким образом, биологическая целесообразность выработки у молодых пчел мелиттина в первые дни- жизни позволяет этим особям затем принести пользу в качестве фуражиров, а некоторым из них погибнуть, защищая гнездо.

Фосфолипаза А2 пчелиного яда состоит из 129 аминокислотных остатков, ее молекулярная масса 14 629. Молекула может быть ковалентно связана с остатками углеводов (глюкозамина или анетплглюкозампна и маннозы). В молекуле 12 остатков цистеина, однако, отсутствие сульфгидрильных групп указывает на то, что все остатки цистеина взаимосвязаны дисульфидными мостиками.

Содержание фосфолипазы в яде пчелы составляет 12%, это щелочной фермент с р/ 10. Фосфолипаза А2 гидролизует фосфолипиды с образованием цитолитика лизолецитина, который лизирует мембраны многих клеток, в том числе эритроциты, тучные клетки, вызывая соответствующие патологические эффекты. Поэтому фосфолипазу А2 иногда называют «непрямым» гемолизином. Так же, как и некоторые другие фосфолипазы животных ядов (например, яда кобры), фосфолипаза А2 пчелиного яда обладает нейротропными свойствами и нарушает процесс высвобождения медиаторов из пресинаптических терминалей. В составе целого яда она действует синергично с цитотоксическими компонентами (например, мелиттином), модифицируя клеточные мембраны.

Гиалуронидаза пчелиного яда по своим свойствам сходна с ферментами, полученными из других источников, однако оптимум pH для нее лежит в более кислой области (pH 4—5). Фермент катализирует гидролиз гиалуроновой кислоты (компонент основного вещества соединительной ткани), чем способствует распространению других биологически активных веществ яда в организме. Гиалуронидаза пчелиного яда — гликопротеин, в ее состав входят манноза, галактоза и фукоза в соотношении 4:1: 1. Углеводная субъединица связана с белком N-гликозидным мостиком через аспарагин и N-ацетилглюкозамин. Молекулярная масса фермента (по разным источникам) 35 000—53 000.

Кислая фосфатаза содержится в пчелином яде в небольшом количестве, но так же, как и фосфолипаза, и гиалуронидаза, играет большую роль в антигенных свойствах яда. Молекулярная масса кислой фосфатазы 49 000.

Мелиттин — основной компонент пчелиного яда, содержание его в целом яде достигает 50%. Это сильный цитолитический полипептид, состоящий из 26 аминокислотных остатков:

NH2 — Гли-Иле-Гли-Ала-Вал-Лей-Лиз-Вал-Лей-Тре-Тре-Гли-

-Лей-Про-Ал а-Лей-Иле-Сер-Трп-Иле-Л из-Арг-Л из-Арг-Глн-Гл н

conh2

гуанилатциклазы (рис. 37).гуанилатциклазы (рис. 37).В нативном яде 90% мелиттина, с молекулярной массой 2840, содержится со свободной ИНз-группой и 10% в виде Ni-формил- мелиттина. В растворах с низкой ионной силой он присутствует в виде мономера, в растворах с высокой ионной силой — тетрамера. Амфипатическая структура мелиттина обеспечивает эффективность его взаимодействия с фосфолипидами биомембран. Гидрофобная часть молекулы «заякоревает» ее в липидной мембране, тогда как гидрофильный сегмент остается в липидно-водной фазе. Подобным образом мелиттин взаимодействует с мембранами многих клеток, вызывая широкий спектр физиологических реакций. Среди них наиболее известны прямой гемолиз отмытых эритроцитов, высвобождение гистамина из тучных клеток и др. Модифицирующее. действие мелиттина на фосфолипидный матрикс ведет к увеличению текучести мембраны и тем самым изменяет активность мембраносвязанных ферментов, например АТФ-азы эритроцитов, гуанилатциклазы и др. Так, обработка мелиттином микросомальной фракции печени крысы приводит к увеличению активности только мембраносвязанной формы i_/..„г. ят^

гуанилатциклазы (рис. 37).

гуанилатциклазы (рис. 37).

|45-Vе-|45-Vе-6016011515"р 20 to 60 80 100 120< мкг,м/"р 20 to 60 80 100 120< мкг,м/Рис.Рис.37. Ваияние мелиттина из яда37. Ваияние мелиттина из ядапчелы Apis mell^era на активность гуанилатциклазы в микросомальной (7) и растворимой (2) фракциях печени крысы (по Ладу и Ширу, 1979) различия в первичной структу-пчелы Apis mell^era на активность гуанилатциклазы в микросомальной (7) и растворимой (2) фракциях печени крысы (по Ладу и Ширу, 1979) различия в первичной структу-Специфика действия мелиттина заключается в том, что в данных методических условиях он практически не оказывал влияния на растворимую форму фермента. Установление 'этого факта во многом проливает свет на физиологические эффекты мелиттина, поскольку циклические нуклеотиды (цАМФ и цГМФ) являются теми посредниками, с помошью которых воздействия на мембрану клетки трансформируются в изменение внутриклеточного ме- габолизма. Физиологические свойства мелиттина во многом определяются своеобразием его химической структуры. У разных

|45-Vе-

|45-Vе-

601

601

15

15

"р 20 to 60 80 100 120

< мкг,м/

"р 20 to 60 80 100 120

< мкг,м/

Рис.

Рис.

37. Ваияние мелиттина из яда

37. Ваияние мелиттина из яда

пчелы Apis mell^era на активность гуанилатциклазы в микросомальной (7) и растворимой (2) фракциях печени крысы (по Ладу и Ширу, 1979) различия в первичной структу-

пчелы Apis mell^era на активность гуанилатциклазы в микросомальной (7) и растворимой (2) фракциях печени крысы (по Ладу и Ширу, 1979) различия в первичной структу-

видов пчел существуют некоторые

ре мелиттина, однако в целом N-концевая последовательность ' между позициями 1—20 имеет гидрофобный характер, а С-конце-

вой сегмент между позициями 21—26 — гидрофильный. Молекула

мелиттина не имеет серосодержащих аминокислот и, следовательно, лишена-дисульфидных связей.

В ряде лабораторий проведен синтез мелиттина, а также изучены основные стадии биосинтеза мелиттина в ядовитой железе пчелы.

ТЛСЛУ Пептид— пептид, дегранулирующий тучные клетки, состоит из 22 аминокислотных остатков и имеет две дисульфидные

связи. В молекуле 7 основных аминокислот и при р/ 12 MCD-пептид в 10—100 раз более активно (на разных объектах), чем мелиттин, высвобождает гистамин из тучных клеток. Последовательность аминокислот в MCD-пептиде имеет следующий вид:

NH2—Иле-Лиз-Цис-Асн-Цис-Лиз-Арг-Гис-Вал-Иле-Лиз-Про-Гис-

Iг-1

-Иле-Цис-Арг-Лиз-Иле-Цис-Глн-Лиз-Асн—CONH2

При использовании в дозах больших, чем необходимо для дегрануляции тучных клеток, MCD-пептид оказывает противовоспалительное действие, причем его активность на экспериментальных моделях воспаления превышает в 100 раз действие гидрокортизона. Подобное различие в свойствах молекулы пептида представляет большой интерес. Следует отметить, что противовоспалительное действие пчелиного яда вначале связывали с действием так называемого пептида 401, который «после установления его аминокислотной последовательности оказался идентичным MCD-пептиду. Химическая модификация остатков лизина, гистидина и аргинина показала, что они играют различную роль в обеспечении гистаминлибераторного и противовоспалительного действия пептида. Так, дегрануляция тучных клеток связана с активностью остатков лизина, а противовоспалительное действие — с наличием остатков аргинина и лизина.

Апамин— октадекапептид пчелиного яда, обладающий нейротропными свойствами. Он, по-видимому, один из самых маленьких полипептидных нейротоксинов природного происхождения. Апамин имеет следующую первичную структуру:

ских эффектов апамина. Выяснилось, что он избирательно блокирует неадренергическое торможение и гиперполяризующее действие АТФ на гладкомышечные клетки желудочно-кишечного тракта. Первоначально было высказано предположение о влиянии апамина на пуринергические синапсы кишечника, но впоследствии оно было заменено гипотезой о блокировании апамином Са2+-зависи- мой калиевой проводимости возбудимой мембраны. Использование меченого 125—I-апамина позволило идентифицировать белковый компонент Са^-зависимого калиевого канала, молекулярная масса которого за вычетом молекулярной массы апамина составила ~ 28 000. Участки связывания апамина обнаружены в гепатоцитах, гладкой мускулатуры, но их нет в гигантском аксоне кальмара.

Тертиапин и секапин — минорные полипептидные компоненты пчелиного яда, выделение и идентификация которых затрудняются их малым количеством в целом яде. Тем не менее нескольким группам исследователей удалось преодолеть эти трудности и расшифровать структуру этих полипептидов. Тертиапин, по данным Ю. А. Овчинникова и др. (1980), представляет полипептид, состоящий из 21 остатка аминокислот:

Н — Ала-Лей-Цис-Асн-Цис-Асн-Арг-Иле-Иле-Иле-Про-Гис-Мет- -Цис-Трп-Лиз-Лиз-Цис-Гли-Лиз-Лиз — CONH2

По аналогии с апамином и MCD-пептидом расположение дисульфидных связей предполагается между остатками цистеина-3 и -14, -5 и -18. Тертиапин, обладает выраженным пресинаптическим " препарат лягушки (рис. 38). УжеПо аналогии с апамином и MCD-пептидом расположение дисульфидных связей предполагается между остатками цистеина-3 и -14, -5 и -18. Тертиапин, обладает выраженным пресинаптическим " препарат лягушки (рис. 38). Ужедействием на нервно-мышечный через 5—10 мин после добавления тертиапина наблюдается снижение частоты МПКП, которое не устраняется отмыванием. Одновременное снижение квантового состава потенциала концевой пластинки, т. е. вызванного нервным импульсом, под влиянием тертиапина было выражено гораздо слабее (рис. 38). Особенностью тертиапина является независимость его пресинаптическо- го действия от содержания кальция в среде. Тертиапин ингибирует Са^-связывающий белок кальмодулин, регулирующий активность большого числа Са2+-зависимых ферментов (например, фосфодиэсте-

По аналогии с апамином и MCD-пептидом расположение дисульфидных связей предполагается между остатками цистеина-3 и -14, -5 и -18. Тертиапин, обладает выраженным пресинаптическим " препарат лягушки (рис. 38). Уже

По аналогии с апамином и MCD-пептидом расположение дисульфидных связей предполагается между остатками цистеина-3 и -14, -5 и -18. Тертиапин, обладает выраженным пресинаптическим " препарат лягушки (рис. 38). Уже

t, минt, минРис. 38. Влияние тертиапина (5 мкг/мл) из яда пчелы Apis mellifera на кванто- аый состав ПКП (/) и частоту МПКП (2) (по IO. А. Овчинникову и соавт., 1980):стрелками показаны моменты добавления * среду тертиапина и его отмывание физиологическим растворомРис. 38. Влияние тертиапина (5 мкг/мл) из яда пчелы Apis mellifera на кванто- аый состав ПКП (/) и частоту МПКП (2) (по IO. А. Овчинникову и соавт., 1980):стрелками показаны моменты добавления * среду тертиапина и его отмывание физиологическим раствороммолекул тертиапина с одной моле-молекул тертиапина с одной моле-разы). При связывании двух кулой кальмодулина последний полностью теряет способность а к* тивировать ферменты. Поскольку кальмодулин участвует в про-

t, мин

t, мин

Рис. 38. Влияние тертиапина (5 мкг/мл) из яда пчелы Apis mellifera на кванто- аый состав ПКП (/) и частоту МПКП (2) (по IO. А. Овчинникову и соавт., 1980):

стрелками показаны моменты добавления * среду тертиапина и его отмывание физиологическим раствором

Рис. 38. Влияние тертиапина (5 мкг/мл) из яда пчелы Apis mellifera на кванто- аый состав ПКП (/) и частоту МПКП (2) (по IO. А. Овчинникову и соавт., 1980):

стрелками показаны моменты добавления * среду тертиапина и его отмывание физиологическим раствором

молекул тертиапина с одной моле-

молекул тертиапина с одной моле-

цессах выделения нейромедиаторов, пресинаптическое блокирующее действие тертиапина может быть связано с ингибированием кальмодулина.

Секапин при введении мышам в дозе 80 мг/кг вызывает седативный эффект, гипотермию и пилоэрекцию.

Среди других минорных компонентов пчелиного яда можно указать гистаминсодержащий пептид прокамин — Ала-Гли-Глн- Глн — гистамин. Кроме того, Шкендеров и Кобурова (1977) описали пептидные фракции пчелиного яда, обладающие анальгези- рующей активностью, однако их структура не была установлена. Кардиопеп — компонент пчелиного яда, вызывающий усиление деятельности сердца, химическая природа его окончательно не выяснена.

Фармакология пчелиного яда. Успехи в аналитическом изучении пчелиного яда во многом способствовали прогрессу в понимании его физиологического действия. При системном введении пчелиного яда экспериментальным животным на первый план выступают физиологические реакции, обусловленные действием его основных активных компонентов мелиттина и фосфолипазы Аг- Их действие, как правило, маскирует эффекты минорных компонентов— апамина, тертиапина и др. Поэтому гистаминподобный эффект пчелиного яда выявляется особенно ярко. Обычно противо- гистаминные препараты блокируют гемодинамические эффекты яда. Однако было бы неверным свести все многообразие реакций организма на пчелиный яд только к гистаминподобным эффектам. Так, пчелиный яд оказывает ганглиоблокирующее действие, в основном обусловленное деполяризующим эффектом мелиттина на мембрану нервных клеток. Нейротропные свойства мелиттина и целого яда проявляются и при непосредственном воздействии на ЦНС— при аппликациях, введениях в ликвор и др. Однако при системном введении яда и мелиттина нарушения в деятельности ЦНС скорее носят вторичный характер и обусловлены гемодинамическими нарушениями. Влияние пчелиного яда на функции сердечно-сосудистой системы — один из наиболее разработанных вопросов его фармакологии. Под его действием резко (на 250%) увеличивается мозговой кровоток, развивающийся на фоне гипотензивной реакции. Эти данные проливают свет на положительный эффект пчелиного яда при гипертонической болезни. При внутривенном введении он заметно увеличивает коронарный кровоток, что в сочетании с антиаритмическим действием объясняет его лечебные свойства при некоторых заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Болеутоляющее и противовоспалительное действие пчелиного яда во многом связано с эффектами MCD-пептида и активацией гипофизарно-надпочечниковой системы. Дальнейшие исследования показали, что целый яд, апамин и в меньшей степени мелиттин повышают уровень кортикостероидов в крови не только при инъекциях, но и при электрофоретическом введении через кожу. Пчелиный яд и мелиттин обладают хорошо выраженным антикоагулирующим действием, активируют систему фибри- 126

нолиза и в настоящее время начинают использоваться с клиническими целями для лечения и профилактики болезней, связанных с нарушением процесса свертывания крови (Омаров, 1979). Практический интерес представляют радиопротекторные свойства пчелиного яда, впервые установленные в СССР (Артемов и др., 1975), а затем подтвержденные и в других странах. Предварительное введение животным целого яда, а также мелиттина увеличивало их выживаемость при рентгеновском облучении по сравнению с контрольными животными. Радиозащитное действие яда, очевидно, связано в основном с мелиттином, который угнетает окислительные процессы в облученном организме, стимулирует адаптационные механизмы, увеличивая сопротивляемость и общую неспецифическую резистентность к стрессорным воздействиям.

Апитерапия. Апитерапия, или применение пчелиного яда с лечебными целями, имеет давнюю историю. В настоящее время в нашей стране и за рубежом выпускаются лекарственные препараты на основе пчелиного яда: апифор, апикозан, апизартрон, фора- пин, вирапин и др. (М. Д. Машковский, 1978). Эти препараты обладают положительным терапевтическим эффектом при ревматических заболеваниях, неспецифических инфекционных полиартритах, заболеваниях периферической нервной системы (радикулиты, ишиалгии), заболеваниях сосудов, некоторых видов тромбофлебитов, эндартериитах, начальных стадиях гипертонической болезни и некоторых других заболеваниях (Алескер, 1964; Орлов и др., 1980). Необходимо помнить, что самолечение препаратами пчелиного яда недопустимо, поскольку существуют и медицинские противопоказания к их применению. В каждом отдельном случае выбор препарата, его дозировка и курс лечения должны определяться врачом с учетом индивидуальных реакций организма больного.

Шмели (Bombidae)— также относятся к пчелиным, однако в отличие от Apis теИЦега семья шмелей существует только один сезон. Несмотря на то что они составляют около половины всех пчелиных среднеевропейской зоны, химический состав их яда изучен недостаточно. Имеются данные о присутствии в яде шмелей фосфолипазы А и В, гистамина, ацетилхолина и серотонина, т. е. компонентов, обычно встречаемых в яде перепончатокрылых. В эксперименте на кошках и крысах яд земляного шмеля (Bombus terrestris) в дозе 100 мкг/кг при внутривенном введении вызывает гипотеш зивную реакцию, которая блокируется атропином и димедролом. В более высоких дозах (500 мкг/кг) яд вызывает нарушения в деятельности сердца. На перфузируемом изолированном сердце лягушки показано, что он в концентрациях 10~8—10-7 г/мл обладает выраженным кардиотропным действием.

Муравьи (Formicoidea)

Жалоносные муравьи, относящиеся к сем. Myrmicidae и Ропе- ridae, обладают довольно сильным ядом и в некоторых районах земного шара представляют серьезную эпидемиологическую проб-

л ему, в том числе роды Solenopsis, Pogonomirmex, Myrmecia.

Ядовитый аппарат. Ядовитый аппарат жалоносных муравьев построен по схеме, общей для перепончатокрылых. Неветвящиеся кислые железы имеют форму простых трубочек, постепенно суживающихся и впадающих раздельно в ампулу, которая представляет собой большой мускульный резервуар: Щелочная, или дюфурова, крупная железа веретеноообразной формы также впадает в ампулу. Жало обычно тонкое и короткое. У муравьев, лишенных жала (например, рода Formica), кислые ядовитые железы представлены двумя трубочками, сливающимися перед впадением в ампулу. Щелочная железа массивная, ее проток открывается рядом с выводным протоком ампулы. При сокращении мышечных стенок ампулы ядовитый секрет может выбрасываться на расстояние нескольких сантиметров. Из дюфуровой железы при этом выделяются сигнальные химические вещества, например феромоны тревоги — углеводороды, метилкетоны и др.

Химический состав и механизм действия. Среди биологически активных веществ, входящих в состав яда, в настоящее время идентифицированы органические кислоты (например, муравьиная, уксусная, изовалерьяновая, пропионовая), гетероциклические соединения, полипептиды, ферменты, биогенные амины и некоторые другие соединения.

Род Solenopsis. На юге США кроме трех эндемических видов 5. geminata, S. xyloni, S. аигеа в настоящее время серьезное внимание уделяют S. Invicta, S. richteri, проникшим сюда из Южной Америки и широко расселившимся за последние 20 лет на побережье Мексиканского залива, (рис. 39).

Рис. 39. Распространение муравьев Solenopsis Invicta, S. richteri на юге США (по Джеймсу, 1976)

Ужаления Solenopsis наблюдаются довольно часто. Достаточно сказать, что только с апреля по октябрь 1979 г. в штате Джорджия на долю S. Invicta пришлось 49% (Н6 человек) всех ужалений перепончатокрылыми. Яд обладает дерматонекротическим действием.

Возникающая после ужаления пустула через несколько дней заживает с образованием рубца. Содержимое пустулы, как правило, стерильно, что связывают с бактерицидными свойствами 128

яда. Ужаление Solenopsis очень часто сопровождается развитием аллергических реакций, вплоть до анафилактического шока, иногда со смертельным исходом. Тяжесть поражения этим ядом в сочетании с высокой частотой ужалений предопредилили интенсивность изучения его химического состава и механизмов токсического действия.

Активным началом яда является транс-2-метил-6-/г-ундецилпи- перпдин, названный Макконелом и др. (1970) соленопсином А:

Выделенные 2,6-дналкилпиперидины обладают нейротоксическим действием, они блокируют возбуждающее действие ацетилхолина в нервно-мышечном синапсе. Их блокирующее действие является неконкурентным; видимо, они разобщают связь между воздействием ацетилхолина на рецептор и увеличением ионной проводимости субсинаптической мембраны.

Соленопсин А вызывает высвобождение гистамина из тучных клеток, однако механизм действия его отличен от дегранулирующего эффекта других известных гистаминлибераторов, в том числе соединения 48/80 и MCD-пептида пчелиного яда. Соленопсин А, так же как и детергент Тритон Х-100, вызывает высвобождение не только гистамина, но и фермента лактатдегидрогеназы. Все это указывает, что под его действием происходит неспецифическое высвобождение гистамина по литическому механизму.

В последнее время из яда S. Invicta удалось выделить минорную белковую фракцию, содержание которой не превышало в целом яде 0,1%. Фракционирование этих белков позволило изолировать три иммуноспецифических компонента, с которыми связывают развитие аллергических реакций при ужалениях соленопсж- сами.

Род Pogonomirmex. Яд Р. badius— один из самых токсичных Среди насекомых. Его DL50 для мышей при внутрибрюшинном введении составляет всего 0,42 мкг/г массы животного. У отравленных мышей наблюдается периферическая вазодилатация, экзофтальм, лакримация, пилоэрекция. Стадия повышенной чувствительности к звуковым раздражениям сменяется фазой депрессии. Развивается цианоз слизистых, дыхание становится затрудненным, нерегулярным. В терминальной фазе на фоне резкого угнетения дыхания наблюдаются клонические судороги и смерть. Паралитическая доза яда Р. badius для личинок Sarcophaga и Galleria составила соответственно 58 и 103 мкг/г, т. е. была значительно выше, чем у позвоночных.

Яды Р. badius и Р. barbatus обладают сильным видоспецифическим действием. Так, отмытые эритроциты., мыши полностью гемолизируются ядом в концентрации 8 мкг/мл, тогда как для достижения 70% гемолиза эритроцитов быка необходима концент-

рация яда, равная 60 мкг/мл (рис. 40). Из яда Р. barbatys выделен гемолитический полипептид барбатолизин, состоящий из 34 аминокислотных остатков, среди которых 6 остатков гистидина. Изоэлектрическая точка барбатолизина лежит при pH 10, причем барбатолизин не образует комплекс с гепарином. Этим барбато-

Рис. 40. Гемолитическое действие яда муравья Pogonomyrmex badius на отмытые эритроциты мыши (/) и быка (2) (по Шмидту и Блуму, 1978)Рис. 40. Гемолитическое действие яда муравья Pogonomyrmex badius на отмытые эритроциты мыши (/) и быка (2) (по Шмидту и Блуму, 1978)са и высвобождение из них инактивирует токсины путемса и высвобождение из них инактивирует токсины путемлизин существенно отличается от других гемолитических полипептидов насекомых, например ме- литтина пчелиного яда, в котором нет гистидина и, кроме того, он образует комплексы с гепарином. Комплексообразующие свойства гепарина обычно привлекаются для объяснения различий в токсических дозировках ядов при подкожном и внутривенном (или внутрибрюшинном) введении. Предполагается, что при подкожном введении активные компоненты ядов вызывают дегрануляцию тучных клеток эпидерми- епарина, который в свою очередь комплексообразования. Так, отно

Рис. 40. Гемолитическое действие яда муравья Pogonomyrmex badius на отмытые эритроциты мыши (/) и быка (2) (по Шмидту и Блуму, 1978)

Рис. 40. Гемолитическое действие яда муравья Pogonomyrmex badius на отмытые эритроциты мыши (/) и быка (2) (по Шмидту и Блуму, 1978)

са и высвобождение из них инактивирует токсины путем

са и высвобождение из них инактивирует токсины путем

шение токсичности при внутривенном и подкожном способах введения составляют для яда гадюки Рассела 50: 1, для пчелиного яда 20: 1, для яда муравья Р. badius 29: 1. Однако первые два яда инактивируются гепарином, тогда как яд Р. badius не образует с ним комплекс. В механизме этого явления еще предстоит разобраться.

Яд Р. badius характеризуется и своеобразным химическим составом. В яде обнаружены фосфолипазы А и В, гиалуронидаза, кислая фосфатаза, несколько эстераз и липаза, не характерная для насекомых. Свободные аминокислоты и гистамин содержатся

в низких концентрациях, тогда как серотонин, кининоподобные пептиды, щелочная фосфатаза и протеазы отсутствуют.

Большая токсичность этого яда для позвоночных, возможно, связана с особенностями его биологии. Pogonomyrmex живут большими колониями и в отличие от других видов муравьев предпочитают растительную пищу. Поэтому свой яд они в основном используют не для охоты на других беспозвоночных, а для защиты от врагов, среди которых особенно много ящериц и птиц.

Род Myrtnecia. Широко распространенный в Южной Австралии муравей-бульдог М. pyriformis способен наносить ужаления более болезненные, чем пчелы. Кожная реакция характеризуется эритемой, переходящей в отек, ощущениями боли, зуда, удерживающимися иногда в течение нескольких дней.

Химический анализ яда показал наличие в нем гистамина, фосфолипазы А, гиалуронидазы, гистаминлибераторов, гемолизинов и фактора, вызывающего сокращение гладкой мускулатуры, но не

кининовой породы. 'Токсичность яда М. pyriformis для мышей составляет 5 мг/кг при внутрибрюшинном введении. Непосредственно после введения яда животные становились возбужденными и агрессивными, однако уже через 2 мин у 85% мышей наблюдается выраженная депрессия, сохраняющаяся вплоть до момента смерти. Инкубация изолированных гладкомышечных препаратов матки крысы и сосудов уха кролика с ядом М. pyriformis вызывает их сокращение, а обработка изолированных тучных клеток крысы ядом приводит к высвобождению из них гистамина.

Другие муравьи. Рассмотренные примеры, естественно, не исчерпывают многообразия форм химической защиты, используемые муравьями. Установление химической структуры того или иного компонента яда еще не гарантирует понимания его биологической роли. С другой стороны, многие биологически активные вещества ядов нуждаются в расшифровке своего строения. Среди муравьев рода Pseudomyrmex найдены два фактора, инактивирующих комплемент человека. Один из этих факторов является термолабильным трипсиноподобным ферментом, тогда как второй— полисахарид (или группа полисахаридов), не содержащий липиды и аминокислоты. Полисахаридный фактор включает маннозу, N-ацетилглюкозамин, галактозу, фукозу, N-ацетилгалакто- замин и глюкозу. Белковый компонент, очевидно, вызывает дегра-' дацию компонентов комплемента, тогда как полисахаридный компонент, видимо, активирует систему комплимента, что приводит к истощению компонентов С2 и С4. Эта антикомлементарная активность яда применялась для облегчения течения ревматоидных артритов.

Широко представлены в ядах муравьев простые органические соединения. Кроме уже упоминавшихся органических кислот и 2,6-диалкилпиперидинов, в ядах обнаружены монотерпены (Муг- mecaria natalensis), трансдиалкилпирролидины (Solenopsis рипс- tic), скатол (Pheidole fallox), 3-этил-2,5-диметилпипиразин (ЛНа sexdens), анабазеин (Aphenogaster fulva). Большинство из перечисленных соединений уже утратили свое значение как токсины, а используются муравьями в качестве феромонов. В этом плане представляет интерес использование муравьями анабазеина в качестве аттрактанта, тогда как у немертин этот алкалоид является нейротоксином (см. гл. 5). Некоторые муравьи секретируют активные инсектициды, например дендролазин из мандибулярных желез Dendrolasius fuliginosus или лактон иридомирмецин, выделенный из анальных желез муравья Iridomyrmex humilus и обладающий кроме инсектицидного антибиотическим действием:

дендроча дширидомйрмецйн

ЯД ЖУКОВ (COLEOPTERA)

Жуки, или жесткокрылые, — крупный отряд насекомых, насчитывающий около 250 000 видов, среди которых известны и обладающие ядовитыми свойствами. Токсические вещества, вырабатываемые жуками, используются как средства химической защиты от врагов. У жуков наблюдается довольно широкое разнообразие форм применения токсических веществ, относящихся к разным классам химических соединений. Многие жуки обладают способностью к «кровопрысканию» (нарывники, божьи коровки) — выделению токсичной гемолимфы из отверстий на ногах. Другие (некоторые жужелицы, жуки-бомбардиры) выбрызгивают защитную жидкость из анальных желез. Водоплавающие жуки выделяют из проторакальных и пидигиальных желез секрет, ядовитый для рыб. Наиболее полно, с точки зрения химического состава и механизмов действия, изучены ядовитые вещества нарывниковых жуков, белковый токсин гемолимфы колорадского жука, а также оригинальный механизм химической защиты жуков-бомбардиров и некоторых других.

Нарывниковые жуки

Хорошо изучены жуки, относящиеся к семейству Staphylinidae (род Paederus с многочисленными видами) и к семейству Meloidae (роды Meloe, Mylabris, Lytta, Epicauta) (рис. 41).

Рис. 41. Представители ядовитых жуков (по Павловскому, 1963):

Л — шпанка Lytta menetriesi; Б — нарывник Mylabris calida; Б — божья коровка Epilachna chrysomelina; Г — колорадский жук Leptinotarsa decemlineata

Клиника отравления. Ядовитые свойства педерусов (Paederus), шпанок (Lytta, Epicauta), маек (Meloe), нарывников (Mylabris) известны очень давно. Эти жуки не имеют ранящего аппарата, однако при раздавливании на поверхности кожи они вызывают

дерматиты. Наиболее часто поражаются открытые части тела — руки, шея, лицо. На месте поражения развивается гиперемия, переходящая в папулезную сыпь, или появляются крупные волдыри. Специфика местных явлений зависит от вида жука. Педерусы вызывают папулезный дерматит, поражающий глубокие слои кожи, с небольшим выделением серозной жидкости. Майки, шпанки, нарывники поражают в основном устья фолликул, вызывая образование папулок с переходом в пустулы и возникновайие характерных крупных волдырей (Павловский, 1963).

Отличия в характере поражения кожи послужили основанием для предположения о различной природе токсического начала, которое у нарывниковых жуков- получило название кантаридин, а у педерусов — педерин. Оба токсина вырабатываются в половых железах взрослых жуков и разносятся гемолимфой по всему телу. В случае опасности нарывники и педерусьГ выделяют капельки* гемолимфы из отверстий, расположенных между голенями и бедрами ног (так называемое квовопрыскание). Ядовитая гемолимфа защищает нарывников от некоторых врагов, например птиц. Однако многие амфибии, а также ежи используют этих жуков в пищу без вреда для себя.

Раньше кантаридин применялся в медицине в составе нарывных пластырей, мазей, порошков, масляных растворов. В связи с высокой, токсичностью и частым развитием тяжелых дерматитов в настоящее время 'практически не употребляется. Педерин в терапевтических целях не используется (Пигулевский, 1975).

Пищевые отравления ледерином приводят к развитию энтеритов, в то же время почки поражаются в меньшей степени, чем при отравлении кантаридином. Пигулевский (1975) указывает, что энтериты наиболее часто наблюдались у жителей Маршальских островов при употреблении пальмового вина, инфицированного педерусами в данном случае (Paederus sabaesus). Эпидемии пузырчатого дерматита, вызываемого этим жуком, отмечались в Нижнем Поволжье, в Бразилии, Алжире, Индии (Павловский, 1963).

' Специфических мер борьбы с отравлениями кантаридином и ледерином нет, и лечение носит симптоматический характер. При системном отравлении рекомендуется тщательно очистить желудок и кцшечник, после чего применяются назначенные обволакивающие средства. При обширных поражениях кожи волдыри следует вскрыть и продезинфицировать. В тяжелых случаях необходимо немедленно обратиться в медицинское учреждение. Важное значение имеет правильное соблюдение профилактических мер в .местностях, где обитают нарывниковые жуки. Лучше всего жуков не брать в руки, а тем более не раздавливать их. При специальных работах необходимо пользоваться перчатками, марлевой мас- ской, очками.

Химический состав и механизм действия.

Химическая природа кантаридина и педерина в настоящее время установлена:

СН3СН3CHaCHaкантаридинкантаридин

СН3

СН3

CHa

CHa

кантаридин

кантаридин

Синтез кантаридина весьма трудоемок и многостадиен, поэтому его до сих пор получают экстракцией из высушенных нарывниковых жуков. Из 100 г сухих шпанок выход кантаридина составляет 0,3—1,5 г.

Экспериментальные и клинические наблюдения показывают, что тяжесть поражения кантаридином и ледерином при контактном способе зависит от состояния барьерных функций кожи. Раны, царапины или увлажнение кожи потом значительно- увеличивают всасываемость ядов, что приводит к развитию общих симптомов отравления. Весьма чувствительны к этим токсинам слизистые поверхности носа, губ, языка, конъюнктива глаз, поражение которых при неосторожном раздавливании жуков может протекать очень тяжело.

Наибольшую опасность представляет попадание кантаридина или педерина (либо целых жуков) в пищеварительный тракт. Интенсивное всасывание яда слизистыми желудочно-кишечного тракта приводит к быстро развивающемуся отравлению, часто со смертельными исходами. На вскрытии отмечается резкая гиперемия слизистых покровов, образование язв и геморрагических очагов. Диффузные очаги поражения наблюдаются в печени и почках— органах, участвующих в детоксикации и выведении ядов из организма. Гломерулонефриты и циститы — типичные последствия отравления кантаридином. Наблюдаемые в ЦНС застойные явления и гиперимия обусловливают у экспериментальных животных нарушения условно-рефлекторной деятельности и развитие параличей. DL50 кантаридина для кошек и собак 1 мг/кг. По данным Пигулевского (1975) и других авторов, смертельная доза для человека при приеме внутрь кантаридина 20—30 мг.

Колорадский жук

В 1965 г. энтомологи Иллинойского университета (США), изучая гормональную активность гемолимфы различных насекомых, обнаружили, что гемолимфа колорадского жука Leptinotarsa de- cemlineata (см. рис. 41) обладает токсическими свойствами (достаточно одного микролитра, чтобы убить в течение 1 ч взрослую домашнюю муху). Такой же токсичностью характеризуется только гемолимфа клопа-наземника Oncopeltus fasciatus в стадии нимфы и имаго. Гемолимфа других насекомых [например, нимфа Carausi- 134

us morosus (Orthoptera), личинка Danaus plexippus (Lepidoptera), имаго Tetraopes tetrophthalmus (Coleoptera)] менее токсична и вызывает гибель мух только через 12—24 ч.

Представляет интерес толерантность различных насекомых к гемолимфе колорадского жука (табл. 16).

Таблица 16. Токсичность гемолимфы колорадского жука для насекомых

Виды

Стадия

Число особей

Число погибших к

1 ч

• 4 ч

Acheta domesticus

Имаго

10

0

10

Periplaneta americana

Нимфа

15

0

12

Oncopeltus fasciatus

Имаго

15

12

15

Galleria mellonella

Личинка

10

8

10

Ostrinia nubialis

»

10

0

6

Tenebrio molitor

»

10

0

4

Musca domestica

Имаго

20

20

20

Phormia regina

Личинка

10

10

10

Гемолимфа колорадского жука оказалась высокотоксичной и для млекопитающих. Внутрибрюшинное введение мышам 5 мкл гемолимфы вызывают смерть животных массой 25 г в течение 48 ч. При увеличении дозы до 50 мкл гибель животных наблюдается в интервале 1—8 ч. Лиофилизированная гемолимфа сохраняет свои токсические свойства. Ее токсичность для мышей составляет 25 мг/кг, а для домашней мухи — 500 мг/кг. Гемолимфы, полученной из 1 личинки колорадского жука, достаточно для гибели 5 мышей. У отравленных животных наблюдается контрактура мышц живота в месте инъекции токсина, прогрессивное снижение двигательной активности и функции внешнего дыхания. Перед смертью развиваются судороги, вращательные движения, сердце останавливается в диастоле. При вскрытии не обнаружено воспалительных явлений в месте введения гемолимфы и во внутренних органах.

Экспериментальная картина отравления крыс гемолимфой колорадского жука имеет некоторые отличия. У животных отмечается прогрессирующее падение температуры тела вплоть до момента смерти. В крови наблюдается повышение гематокрита на 45—70%, вдвое увеличивается концентрация мочевины и значительно возрастает активность аспартатаминотрансферазы и лак- татдегидрогеназы. Существенным является также нарушение электролитного баланса плазмы крови, характеризующегося. по_- вышением концентрации К+, Са2+ и неорганического фосфора. Симптомы отравления крыс гемолимфой колорадского жука близки к картине анафилактического шока.

Активным началом гемолимфы является белок с молекулярной массой 50 000, получивший название лептинотарзин. Он не аккумулируется с пищей, а является естественным белком гемолимфы

колорадского жука. Кроме гемолимфы этот белок содержится в яйцах. Интересно, что лептинотарзин довольно устойчив к действию протеолитических ферментов. В то же время его инкубация с гомогенатом тела колорадского жука полностью инактивировала токсин, что указывает на присутствие у жука детоксицирующей .системы, которой, по-видимому, нет у других насекомых.

Изучение нейротоксичных свойств лептинотарзина.не выявило специфического участка его действия у насекомых. Однако на нервно-мышечном препарате лягушки было показано его действие на двигательную концевую пластинку.

Лептинотарзин не токсичен для насекомых и млекопитающих при приеме внутрь и, таким образом, не может быть отнесен к типичным токсинам, выполняющим защитную функцию. С другой стороны, имаго и личинка колорадского жука имеют апосематическую окраску, предупреждающую врага о возможной несъедобности. В физиологических и возможных защитных функциях лептинотарзина у колорадского жука еще предстоит разобраться.

Диамфидии

Ядовитые свойства личинки жуков диамфидий Diamphidia lo- custa, D. nigro-ornata (Chrysomelidae), обитающих в Африке, были описаны в середине прошлого века многими путешественниками. Бушмены северной части Калагари используют их для приготовления стрельного яда. Выкопанные куколки измельчаются но- .жом, смешиваются с растертыми семенами растения Schwarzia madagaseariensis и соком коры акации. Обработанные такой смесью наконечники стрел сохраняют свою ядовитость в течение 1 года, причем одной стрелы достаточно, чтобы убить взрослого жирафа массой около 500 кг.

Токсин, выделенный из куколок диамфидий, получил название диамфотоксин. Он представляет собой одиночную полипептидную цепь с Мг^60 000 и р/ 9,5. Минимальная смертельная доза диам- фотоксина для мышей составляет 25 пг/г или 0,5 фмоль/л и, таким образом, он является одним из сильнейших природных токсинов. Уже в концентрации 5-10—11 моль/л диамфотоксин вызывает гемолиз отмытых эритроцитов. Эта концентрация соответствует связыванию всего 65 молекул токсина с одним эритроцитом. Гемолитическая реакция, вызываемая диамфотоксином, двухфазная. В первой фазе, не требующей присутствия двухвалентных катионов, происходит связывание токсина с мембраной эритроцита. К собственно гемолитической относится вторая фаза, наступающая в присутствии 1 ммоль/л Са2+. Механизм гемолитического действия диамфотоксина, по-видимому, связан с образованием каналов в мембране эритроцита для малых ионов, например К+, поступление которых внутрь клетки и вызывает гемолиз. Внутрисосудистый гемолиз, наступающий при отравлении диамфотоксином. сопровождается интенсивной гемоглобинурией, развитием нефрита. Прогрессирующая гемолитическая анемия приводит к 136

адинамии животных, резкому падению мышечного тонуса с последующим развитием параличей.

Другие жуки. Феномен «кровопрыскания» токсичной гемо- Лимфы применяют не только нарывные жуки, но и многие другие виды. В ряде случаев он сопровождается апосематической окраской, кроме' того, сама гемолимфа не обязательно должна быть токсичной или обладать резким запахом и вкусом. Всем хорошо известные божьи коровки (Coccinellidae) при опасности выделяют из суставов ног капельки ярко окрашенной гемолимфы, имеющей для человека противный вкус, который им придают горькие алкалоиды адален и кокцинеллин. Водные растворы гемолимфы божьих коровок при инъекциях токсичны для позвоночных и беспозвоночных животных. Однако токсичность кокцинеллина при контактном способе зависит от состояния кожи. Павловский (1963), втирая в кожу человека гомогенат из Epilachna chrysomelina, установил, что ярко выраженный дерматит в виде волдыря, окруженного эриматозным венчиком, наблюдается только при предварительном поранении кожи. Процесс продолжается около 12—20 ч с последующим полным выздоровлением. Неповрежденная кожа человека устойчива к действию гемолимфы кокцинеллид. Мари- ковский (1978) и Барбье (1978) приводят большое число примеров активной защиты жуков от врагов путем выбрызгивания едких или токсичных секретов (например, бензохинонов и толухино- нов). Таким способом защищаются чернотелки, жужелицы и др.

Оригинальный механизм защиты от хищников был обнаружен у жуков-плавунцов Dytiscus, Cybister. Млечная жидкость, выделяемая из отверстий проторакальных желез этих жуков, содержит высокую концентрацию 11-дезоксикортикостерона, являющегося промежуточным продуктом биосинтеза альдостерона — гормона, регулирующего у высших позвоночных животных водно-солевой обмен. У самих жуков 11-дезоксикортикостерон не участвует в гормональной регуляции, а играет защитную роль. У Cybister содержание гормона может достигать 1 мг. При попадании в организм естественных врагов плавунцов — крупных рыб, 11-дезок- сикортикостер'он вызывает усиленное выведение калия и фосфатов и снижает выведение натрия, хлоридов и воды. Точкой приложения гормона является восходящее колено петли Генле в почечных канальцах, где он стимулирует обратное всасывание натрия в обмен на выведение ионов водорода и калия. Попадание 11-дезоксикортикостерона в организм рыбы в больших дозах приводит к быстрому нарушению водно-солевого и осмотического баланса и вызывает у них состояние шока, во время которого у жука есть возможность спастись. В худшем случае ценой гибели отдельной особи повышается вероятность на выживание у данной популяции жуков.

У жуков-вертячек (Gyrinidae) из пигидиальных желез выделяется ядовитая для рыб жидкость с резким запахом, активным началом которой является (Ё,Е,Е)-3-7-диметил-8,11-дикетододе- катриен-2,6,9-аль.

Жуки-бомбардиры (Brachinus) являются прекрасным примером использования принципа ферментативного катализа для целей химической защиты. При возникновении опасности жук-бомбардир ловко подворачивает брюшко и из пары отверстий, расположен-' пых на его кончике, выпускает едкую струю, сопровождающуюся звуком резкого хлопка. Брюшко весьма подвижно и жук может провести серию следующих друг за другом «взрывов».

Химические реакции,-обеспечивающие «взрывы», были изучены сотрудниками Корнельского университета (США). Каждая железа Brachinus является двухкамерной. Во внутренней, большей по размеру камере накапливаются водные растворы пероксида водорода (25%) и гидрохинонов (10%), которые попадают в этот резервуар по протоку специальной железы. В свою очередь резервуар узким протоком, снабженным мускульным сфинктром, соединяется с наружной камерой, сообщающейся с внешней средой. Клетки внутренней камеры секретируют ферменты каталазу и пероксидазу. Порция субстрата (гидрохинона, метилгидрохинона и пероксида водорода) выдавливается из резервуара в наружную камеру, где мгновенно протекает взрывная реакция. Каталаза разлагает пероксид водорода на воду и молекулярный кислород, а пероксидаза окисляет гидрохиноны до соответствующих хинонов:

пероксидазагидрохиноныУХИНОНЫ + Н2

каталаза

Н2О2у Н2О +1 /20,

н2+ 1 /2О2>П2О

Под давлением образующихся газов смесь выстреливается в виде аэрозоля при температуре ~100°С. Этот весьма эффективный способ защиты не является уникальным, он наблюдается каждый раз, когда используется ферментативный катализ для получения токсического соединения. Можно указать на многоножек Apheloria, у которых субстрат и фермент также разделены по разным камерам ядовитого аппарата, вырабатывающего синильную кислоту.

8:4. ЯД ЧЕШУЕКРЫЛЫХ, ИЛИ БАБОЧЕК (LEPIDOPTERA)

Чешуекрылые используют токсические вещества в качестве средств химической защиты от хищников. Ядовитыми могут быть взрослые насекомые, а также их личинки (гусеницы).

Ядовитый аппарат. Несмотря на то что ядовитый аппарат некоторых гусениц снабжен ранящими приспособлениями в виде различного рода заостренных волосков, секрет изливается из них наружу пассивно, так как вырабатывающая яд железистая клетка не имеет мышцы-компрессора. Некоторую роль в выдавливании секрета могут играть активные движения тела гусеницы, защищающейся от врага.

Как правило, ядовитая железистая клетка расположена в эпителии и примыкает к специальному волоску. Такие волоски всегда полые и заполнены ядовитым секретом. Изучение ультраструктуры ядовитых волосков гусениц Parasa consocia с помощью сканирующей электронной микроскопии показало, что на острие волоска отверстия нет. Заостренный кончик волоска очень тонок и легко обламывается, в результате чего ядовитый секрет изливается наружу (рис. 42).

Рис. 42. Ядовитые волоски чешуекрылых (по Швапвичу, 1949):

Л — волоски златогуски Nygmia chrysorrhoea: 1— защитный; 2— ядовитый; Б — ядовитые волоски и железы Nygmia phaeorrhoea, В — схема строения ядовитого волоска; / — ядовитый волосок; 2 — обламывающийся кончик; 3 — ядообразующая клетка; 4 — внутриклеточные ядовитые каналы; 5 — гиподерма; 6 — сосочек; 7— эндокутикула; 8—базальная мембрана; 9— трихоген- ная клетка

Однако у некоторых гусениц, например Megalopyge, канал волоска имеет отверстие на верхушке, закрытое пробочкой (Пигулевский, 1975). У златогузки {Euproctis) волоски имеют форму зазубренных стрелок и погружены острыми концами в резервуар железистой клетки. В каждой клетке находится от трех до двенадцати волосков, а железы образуют большие скопления на спинных бугорках гусеницы. Волоски очень малы, легко выпадают из желез, попадают на кожу человека, в глаза, дыхательные пути и т. д.

У некоторых гусениц бабочек имеются ядовитые кожные железы, выделяющие свой секрет наружу. Эти железы могут быть расположены на брюшной стороне переднегруди. У гарпии железа имеет мышечную оболочку и способна выбрызгивать свой секрет на некоторое расстояние. У Euproctis имеются абдоминальные железы в виде выворачивающихся бугорков, часто ярко окрашенные. С этими бугорками связаны версоновские железы, выделяющие при раздражении едкий секрет.

Клиника отравления. Клиническая картина отравления зависит от токсичности данного вида гусениц, а. также интенсивности поражения, связанного с количеством внедрившихся волосков, и, наконец, от локализации их проникновения. Как правило, поражаются открытые части тела: лицо, шея, руки. Более серьезные страдания причиняют волоски, попавшие в глаз. Отмечены также случаи попадания ядовитых волосков в пищеварительный тракт и дыхательные пути. Дерматиты и конъюнктивиты — наиболее характерные симптомы поражений чешуекрылыми. Эти отравления

носят как случайный, так и профессиональный характер (у садовых рабочих, а также при разведении шелковичных червей). Как правило, поражение ядом чешуекрылых проходит для человека без серьезных последствий. Однако в некоторых случаях, например при поражении ядом гусеницы Megalopyge urens в Уругвае, кроме очень сильной местной боли развиваются иногда и симптомы общей интоксикации, выражающиеся в возбуждении, появлении страха Смерти, брадикардии, диспноэ, судорог и рвоты.

Лечение отравлений носит симптоматический характер — карбонат натрия, хлорид, кальция, антигистаминные препараты. Профилактические мероприятия заключаются в защите наиболее легко уязвимых частей тела (лица, шеи, рук) от попадания волосков гусениц. Для этого используют спецодежду, очки, сетки, перчатки. Целесообразно оповещать население о массовом выпло- де шелкопряда, чтобы избежать посещений опасных участков леса.

Химический состав и механизм действия. По своему происхождению токсические вещества чешуекрылых можно разделить на две категории: первая группа — соединения растительного происхождения, накапливающиеся в тканях личинок и имаго без структурных изменений (дигиталис, пирролизидиновые алкалоиды), либо метаболизирующие в организме насекомых (метилазоксиметанол, дериваты пирролизидиновых алкалоидов); вторая группа — вещества, секретируемые насекомыми в разные фазы их жизненного цикла; НС]Ч,р,р-диметилакрилилхолин, токсические белки и др.

Таким образом, среди чешуекрылых встречаются как первично-ядовитые, так и вторично-ядовитые.

Первично-ядовитые чешуекрылые. Для зоотоксинологии особый интерес имеют вещества, синтезируемые в организме первично-ядовитых насекомых. Изучение их химической природы и механизмов действия во многом способствовало пониманию патогенеза пор’ажений, вызываемых чешуекрылыми.

Одним из характерных компонентов ядовитого секрета гусениц является гистамин, обнаруженный тонкослойной хроматографией у Parasa consocia и Euproctis subflava. Эффективность противо- гистаминных препаратов при поражении ядовитыми волосками гусеницы соснового походного шелкопряда. Thaumetopoea pityocam- ра, обычной для Средиземноморья, также указывает на присутствие гистамина. Большое содержание гистамина обнаружено у бабочек Callimorpha (до 750 мг/г). А у бабочек-пестрянок Zygaena кроме гистамина имеется синильная кислота, чем объясняется высокая токсичность экстрактов из тела пестрянок для мышей.

При сравнительном анализе химического состава секрета ядовитых волосков Euproctis subflava (Япония) и Е. chrysorrhoea (Нидерланды) были обнаружены белки с молекулярной массой от 32 000 до 96 000, обладающие протеолитической и эстеролитической активностью. Интересно, что в яде Е. chrysorrhoea преобладала трнпсиноподобная активность, тогда как для яда Е. subflava было характерно химотрипсиноподобное действие. В обоих ядах обна-

лужёна фдсфолипазная активность, которая в 50—100 раз выше у Е. chrysornfioea. Особый интерес вызывает кининлибераторное действие яда Euproctis, очевидно связанное с его калликреинопо- добным действам., Высвобождение кининов под действием яда может быть одним из основных патогенных факторов, вызывающих кожную реакцию при контакте с ядовитым волоском.

Хроматографическое разделение яда Parasa consocia на высоко- и низкомолекулярные белковые фракции показало наличие в них компонентов, вызывающих сильную боль и сокращение гладкой мускулатуры у экспериментальных животных. Для низкомолекулярной фракции этот компонент, возможно, идентичен брадикинину. Химическое изучение яда гусеницы М. urens обычной в феврале и марте для юга Уругвая показало, что он обладает ал- гогенной, протеазной и гемолитической активностью. Чувствительность эритроцитов разных видов животных к яду М. urens падает в ряду человек, собака, крыса.

Полипептидные токсины обнаружены у чешуекрылых и на стадии имаго, в частности, у бабочки медведицы каи Arctla caja (рис. 43). Из брюшка самок английские исследователи (Ротшильд

Рис. 43. Бабочка медведица кая Arctla caja

и др., 1979) выделили полипептид с молекулярной массой 1000, названный авторами кайин. Он в концентрации 1 мг/мл вызывает необратимую контрактуру нервно-мышечных препаратов саранчи (рис. 44, А), таракана и бабочки-капустницы, сопровождающуюся деполяризацией мышечной мембраны (рис. 44, Б) и угнетением ПКП (рис. 44, В). При 5-минутной экспозиции кайин вызывает ультраструктурные нарушения саркоплазматического ретикулума и митохондрий мышц саранчи и эндоплазматического ретикулума слюнных желез мух Calliphora. В безкальциевой среде кайин неактивен, но добавление Са2+ в раствор сразу же приводит к сокращению мышцы. Следует отметить, что структурные изменения, вызываемые кайином, имели место и в бескальциевой среде.

Кайин оказался токсичным и для млекопитающих. Так, внутрибрюшинное введение кайина мышам в дозе, эквивалентной вытяжке, полученной из 0,05—0,1 брюшка, вызывает через 1—2 мин остановку дыхания, судороги, смерть. Введение этого соединения

кошкам приводит к развитию тахикардии, апноэ и двухфазному изменению АД. Существенной характеристикой токсина является отсутствие его действия на нервно-мышечный препарат амфибий, синаптическая передача которых имеет отличия от членистоногих по чувствительности к экстраклеточному Са^, а также по химиз-

Рис. 44. Влияние активного гомогената (1 мг/мл) из бабочки кап Arctia caja на нервно-мышечный препарат саранчи (по Ротшильд и соавт., 1979):

на А стрелками отмечены моменты регистрации, соответствующие записям ПКП 1—5 на В, Т — момент введения токсина

му медиаторов. У членистоногих, как известно, развита глутама- тергическая синаптическая передача. Поэтому в механизме действия кайина можно выделить по крайней мере два аспекта: первый—это возможная функция как кальциевого ионофора и второй— действие, аналогичное медиаторам беспозвоночных.

Вторично-ядовитые чешуекрылые. Среди них укажем бабочек данаид (Danais chrisippus). Исследование экстрактов, полученных из взрослых особей (самцов и самок), и яиц, собранных на о. Тринидад и во Флориде, показало, что данаиды содержат кардиотроп- ные вещества группы карденолидов. В экстракте было обнаружено, по крайней мере, 10 индивидуальных карденолидов, пять из которых были идентифицированы как калотоксин, калотропин, калактин, килотропагенин и узарегинин — вещества, токсичные для птиц — естественных врагов данаид:

Узарегищш является минорным компонентом, тогда как первые четыре соединения встречаются в больших количествах.

•. В 50 яйцах\£). chrisippus общей массой 8 мг суммарное количество карденолОдов составляет 0,012 мг. Поскольку аналогичные соединения были б^наружены в млечном соке растений Calotropis procera и Asclepius xurassacica, которыми питаются данаиды, был сделан вывод, что эти токсины-карденолиды накапливаются в их организме по пищевой4 цепи. Приспособительный характер этого явления очевиден. Однако имеются примеры и специального синтеза карденолидов с защитными целями, например в кожных железах жаб (см. гл. И).

Резюмируя рассмотрение токсинов чешуекрылых, отметим, что среди них представлены различные классы органических соединений, которые или накапливаются в организме с пищей, или присущи данному виду насекомых. Среди физиологически активных метаболитов уже описаны соединения с высокой степенью избирательного действия (например, кайин). Пока число их невелико, однако можно ожидать, что токсинологическое изучение чешуекрылых принесет новые открытия.

НАСЕКОМЫЕ С ЯДОВИТЫМ РОТОВЫМ АППАРАТОМ

Ядовитые насекомые, относящиеся к этой группе, лишены жалящего аппарата; ядовитый секрет в тело своих жертв они вводят во время укуса. Как правило, ядовитыми свойствами в этом случае обладает секрет слюнных желез, с помощью которого насекомые не только парализуют жертву, но и подвергают ее предварительному биохимическому перевариванию. Провести четкую границу между токсическими и пищеварительными компонентами слюны не всегда удается. В определенной степени такое разграничение имеет искусственный характер, поскольку наблюдается выраженный синергизм между различными составными частями секрета слюнных желез. Так, гидролитические ферменты облегчают доступ токсинов к клеткам-мишеням, тогда как цитотоксины, модифицируя клеточные мембраны, облегчают их гидролиз ферментами. Выработка ядовитого секрета слюнными железами или их гомологами известна и у других животных, она достигает наивысшей специализации у змей. Предметом нашего рассмотрения являются некоторые представители отрядов Diptera, Hemiptera и Neuroptera, для которых в настоящее время имеются сведения о токсических свойствах их слюнных желез.

Отряд Двукрылые (Diptera)

У двукрылых ядовитость секрета слюнных желез наиболее раз- .вита на личиночной стадии развития.

Личинки грибных комаров (сем. Mycetophilidae), относящиеся к родам Platyura, Ceroplatus, Macrocera, способны быстро пара-

лизовать свои жертвы, попавшие в их липкую паутину. Личинки обычно развиваются в грибах или на грибах, а также под корой, во влажной сырой древесине. Химический анализ секрета Platyura показал присутствие в нем высокого содержания (0,15%) щавелевой кислоты с pH 1,8, которая токсична для многих насекомых, в то время как сами Platyura к ней устойчивы.

Паралитический токсин обнаружен у личинки третьего возраста Tetanocera plebia и Т. elata (Sciomyzidae). Личинки этих двукрылых обитают преимущественно между растениями на поверхности воды стоячих или медленно текущих водоемов. Объектом питания некоторых из них служат слизни. Экстракт из слюнных желез Т. plebia вызывает у слизней блок нервно-мышечного проведения с педального нерва на m. longitudinalis. Обратимый характер действия этого токсина указывает, что он не является пищеварительным компонентом.

Другой пример паралитических токсинов, лишенных пищеварительной активности, находим у личинок ктырей (Asilidae). Введение мышам содержимого четырех слюнных желез Philonicus dor- siger вызывает пилоэрекцию, нарушение дыхания и смерть. Насекомые, в частности саранча Locusta migratoria, более чувствительны к яду Р. dorsiger. Для получения обратимого паралича достаточно ввести саранче всего 0,08—0,25 содержимого железы. Личинки ктырей ведут хищнический образ >&изни, охотясь в почве или разлагающейся древесине на личинок различных жуков (долгоносиков, чернотелок, хрущей и др.).

Укусы личинок слепней (Tabanidae) могут вызывать боль, сравнимую с ужалением пчелой. В некоторых районах Японии укусы Tabanus и Chrysopus на рисовых плантациях имеют эпидемиологическое значение по своей массовости. Боль в месте укуса удерживается от 10 мин до 2 дн. На коже возникает эритема (до 75 мм в диаметре), близлежащие лимфатические узлы опухают, ощущается сильный зуд. У беспозвоночных яд Tabanidae вызывает быстрый паралич.

Клопы, или полужесткокрылые (Hemiptera)

Биология клопов чрезвычайно разнообразна. Имеются наземные виды, надводные и водные, многие из которых хищники. Рен товой аппарат клопов колюще-сосущего типа, хорошо приспособленный для введения ядовитой слюны в тело жертвы.

Гигантские водяные клопы сем. Belostomatidae— хорошо известные хищники, некоторые, имеющие большие размеры (до 10 см), нападают даже на рыб. Клопы Lethocerus cordofanus вводят секрет слюнных желез в тело жертвы с помощью хоботка. Через 10—15 мин внутренности жертвы разжижаются и клоп легко высасывает содержимое. Подобный механизм действия слюны, очевидно, должен обеспечиваться наличием гидролитических ферментов. Действительно, в экстракте из слюнных желез L. сог-

dofanus быДа обнаружена протеолитическая активность, причем скорость расщепления казеина протеазами слюны клопа не уступала по своей 'эффективности трипсину. Кроме протеолитической секрет слюнных ?делез обладал гиалуронидазной, нуклеазной, фосфатазной и эстерйзной активностью. Слюна другого вида L. del- pontei быстро и обратимо парализовала лягушек и вызывала нарушение координации у гуппи при добавлении в воду секрета, со- держащегося в одной железе на 700 мл воды.

Выраженными ядовитыми свойствами обладает и слюна клопов сем. Reduviidae. Они активно охотятся зй различными насекомыми. Токсичная слюна большого клопа-редувия Platymeris rhada- mantus быстро парализует неконспецифичных насекомых. Для таракана Periplaneta americana токсичность слюны Platymeris составляет 10,25 мг/кг.

Свежеполученный секрет слюнных желез имеет pH 6,6—6,8 и при электрофорезе дает 6—8 белковых полос. По крайней мере три из них обладают протеолитической активностью с оптимумом при pH 8,2. Эти протеиназы, видимо, нс серинового типа, так как соевый ингибитор трипсина оказывает на них незначительное дей- .ствие. Ядовитый секрет обладает гиалуронидазной и слабой фосфолипазной активностью.

Другим клопом-редувием, биохимические характеристики яда которого известны, является Holotrichius Innesi. Укуса одного клопа достаточно, чтобы убить мышь, при этом DL50 ядовитого секрета при внутривенном введении мышам составляет 1 мг/кг. Яд обладает желатиназной, эстеразной и гиалуронидазной активностью, но лишен фосфолипазы. Ацетилхолин, гистамин также не обнаружены. Яд обратимо блокирует нервно-мышечную передачу, однако нейротоксический компонент его неидентпфицирован. Гемолитическое действие яда связано с термостабильным гемолизином, вызывающим «прямой» гемолиз отмытых эритроцитов, что говорит об отсутствии фосфолипазной активности. Болезненные укусы наносят клопы Triatoma, слюна которых может приводить к аллергическим реакциям у человека.

Весьма болезненные уколы наносят клопы, относящиеся к сем. Nepidae, например водяной скорпион (Мера cinerea), и сем. Notonectidae — гладыш (Notonecta glauca). Паралитическим действием на сердце таракана обладает яд клопа Naucoris cimicoides (Naucoridae), однако сведения о химическом составе слюны этих клопов весьма скудны.

Сетчатокрылые (Neuroptera)

Хищные личинки сетчатокрылых выпрыскивают в тело жертвы пищеварительные соки, содержащие в некоторых случаях сильные паралитические токсины. Личинки осмилов (Osmylidae) способны в течение 10 с парализовать личинку хирономид гораздо больших размеров, чем сам хищник.

Личинки муравьиных львов (Myrmeleonidae), например Еиго- leon, обездвиживают свою жертву в течение 2—4 мин. Личинки пальпары (Palpares libelluloides), относящиеся к этому же семей- -ству, способны справиться с таким крупным и сильным жуком, как, например, волосатый хрущ (Anoxia pilosa).

Тропические и субтропические виды аскалофов (Ascalaphidae), например Ululodes mexicanus, продуцируют яд, парализующий крупного таракана всего за 1 с. В отличие от Hemiptera у сетчатокрылых более токсичными являются экстракты не головной, а торакальной части тела, что связывают с выработкой токсина не в слюнных, а в пищеварительных железах этих насекомых.

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

многоножек

Класс Myriapoda включает 4 подкласса, из которых лишь Chi- lopoda (губоногие) и Diplopoda (двупарноногие) представляют интерес для токсинологии.Все многоногие ведут скрытый образ жизни. Они, за редким исключением, очень чувствительны к влажности и.избегают прямых солнечных лучей. Поэтому в дневные часы обычно прячутся в различного рода убежищах (в почве, под камнями, под опавшими листьями, корой деревьев и т. д.), а ночью становятся активными. Распространены многоногие очень широко, встречаясь во всех зонах, кроме тундры, как в Старом, так и в Новом Свете.Ядовитый аппарат. У губоногих он представлен ногочелюстями. Каждая ногочелюсть губоногих состоит из шести члеников, последний из которых заострен и когтевидно изогнут внутрь (рис. 45). На поверхности его заметны продольные бороздки со слегка возвышенными краями. Внутри этого членика проходит тонкий каналКласс Myriapoda включает 4 подкласса, из которых лишь Chi- lopoda (губоногие) и Diplopoda (двупарноногие) представляют интерес для токсинологии.Все многоногие ведут скрытый образ жизни. Они, за редким исключением, очень чувствительны к влажности и.избегают прямых солнечных лучей. Поэтому в дневные часы обычно прячутся в различного рода убежищах (в почве, под камнями, под опавшими листьями, корой деревьев и т. д.), а ночью становятся активными. Распространены многоногие очень широко, встречаясь во всех зонах, кроме тундры, как в Старом, так и в Новом Свете.Ядовитый аппарат. У губоногих он представлен ногочелюстями. Каждая ногочелюсть губоногих состоит из шести члеников, последний из которых заострен и когтевидно изогнут внутрь (рис. 45). На поверхности его заметны продольные бороздки со слегка возвышенными краями. Внутри этого членика проходит тонкий канал^3^3Рис. 45. Схема строения ногочелюсти сколопендры (по Физали" 1922): / — ядовитая железа; 2 — ядовитый проток; 3 — отверстие протокаРис. 45. Схема строения ногочелюсти сколопендры (по Физали" 1922): / — ядовитая железа; 2 — ядовитый проток; 3 — отверстие протокаядовитой железы, которая лежит в этом и отчасти в предыдущем членике, заходя у некоторых видов и в основной членик (сколопендры). Канал открывается на конце когтевидного членика маленьким отверстием. Ядовитая железа имеет вид беловатых мешочков, состоящих из железистых альвеол, располагающихся радиально и открывающихся в общий проток. Снаружи железа покрыта мышечной и соединительной тканью.

Класс Myriapoda включает 4 подкласса, из которых лишь Chi- lopoda (губоногие) и Diplopoda (двупарноногие) представляют интерес для токсинологии.

Все многоногие ведут скрытый образ жизни. Они, за редким исключением, очень чувствительны к влажности и.избегают прямых солнечных лучей. Поэтому в дневные часы обычно прячутся в различного рода убежищах (в почве, под камнями, под опавшими листьями, корой деревьев и т. д.), а ночью становятся активными. Распространены многоногие очень широко, встречаясь во всех зонах, кроме тундры, как в Старом, так и в Новом Свете.

Ядовитый аппарат. У губоногих он представлен ногочелюстями. Каждая ногочелюсть губоногих состоит из шести члеников, последний из которых заострен и когтевидно изогнут внутрь (рис. 45). На поверхности его заметны продольные бороздки со слегка возвышенными краями. Внутри этого членика проходит тонкий канал

Класс Myriapoda включает 4 подкласса, из которых лишь Chi- lopoda (губоногие) и Diplopoda (двупарноногие) представляют интерес для токсинологии.

Все многоногие ведут скрытый образ жизни. Они, за редким исключением, очень чувствительны к влажности и.избегают прямых солнечных лучей. Поэтому в дневные часы обычно прячутся в различного рода убежищах (в почве, под камнями, под опавшими листьями, корой деревьев и т. д.), а ночью становятся активными. Распространены многоногие очень широко, встречаясь во всех зонах, кроме тундры, как в Старом, так и в Новом Свете.

Ядовитый аппарат. У губоногих он представлен ногочелюстями. Каждая ногочелюсть губоногих состоит из шести члеников, последний из которых заострен и когтевидно изогнут внутрь (рис. 45). На поверхности его заметны продольные бороздки со слегка возвышенными краями. Внутри этого членика проходит тонкий канал

^3

^3

Рис. 45. Схема строения ногочелюсти сколопендры (по Физали" 1922): / — ядовитая железа; 2 — ядовитый проток; 3 — отверстие протока

Рис. 45. Схема строения ногочелюсти сколопендры (по Физали" 1922): / — ядовитая железа; 2 — ядовитый проток; 3 — отверстие протока

Для получения яда применяют метод электростимуляции либо экстрагируют из гомогената изолированных ногочелюстей.

Двупарноногие многоножки не имеют ядовитых ногочелюстей. Диплоподы малоподвижны и, будучи потревожены, свертываются спиралью в брюшную сторону, что является у них средством защиты. Одновременно с этим из многочисленных отверстий, расположенных по бокам всех брюшных сегментов, за исключением первого (пятый по счету туловищный сегмент), изливается наружу секрет ядовитых: желез, обладающих характерным запахом. В каждом сегменте ядовитые железы мешковидной формы. Выводной проток открывается в ампулу, которая представляет собой результат впячивания наружных покровов внутрь сегмента. Передний конец ампулы открывается отверстием на боковой поверхности сегмента.

ЯД МНОГОНОЖЕК

‘Подкласс Губоногие (Chilopoda)

Хищные многоножки, которые схватывают и умерщвляют свою добычу с помощью сильно развитых ногочелюстей.

Клиника отравления. Наиболее опасны для человека, безусловно, крупные тропические виды многоножек. Так, укус гигантской цейлонской сколопендры Scolopendra moristans, достигающей в длину до 30 см, вызывает у человека сильную боль, иррадиирующую от места укуса по конечностям, и опухоль, возникающие через 30—60 мин и удерживающиеся в течение 5—7 дн. В тяжелых случаях может иметь место некроз тканей в месте укуса. Отравление иногда сопровождается рвотой, кожной сыпью, волдырями, лимфангоитом и лимфаденитом. Некоторые авторы описывали мышечные контрактуры, парезы и параличи, а также нарушения в деятельности сердца, возникающие после укуса сколопендрами.

Химический состав и механизм действия. Химическая природа яда сколопендр изучена крайне недостаточно. В яде идентифицированы ацетилхолин и биологически активные амины — гистамин, серотонин. Имеется указание на присутствие в нем ряда ферментов, в том числе протеолитических.

Экспериментальное изучение биологической активности яда сколопендр показало довольно существенные различия в их токсичности. Так, яд крымской сколопендры Scolopendra cingulata при внутрибрюшинном введении белым мышам имел DL50 22,5 мг/кг, тогда как яд S. aral caspia вызывал смерть у мышей в гораздо больших дозах — 300 мг/кг. Картина интоксикации ядом сколопендры характеризуется угнетением двигательной активности, депрессией. Наблюдается усиление саливации, сужение зрачка, фибриллярное подергивание отдельных групп мышц, затруднение дыхания и в итоге — смерть.

В сублетальных дозах яд сколопендры S. aral caspia пролонгирует действие снотворных веществ у мышей и нарушает условно- рефлекторную деятельность крыс, что указывает на поражение функций ЦНС.

Беспозвоночные животные весьма чувствительны к яду сколопендр. При естественном укусе яда S. cingulata наблюдается быстрая гибель саранчовых, жесткокрылых, чешуекрылых, паукообразных и др. Интраторакальное введение яда этой многоножки тараканам Nauphaeta cinerea в дозах 30—100 мкг/100 г массы тела приводит к нарушению координации движений, выраженной контрактуре конечностей с последующим развитием паралича.

Среди системных эффектов яда сколопендры 5. moristans следует указать сильную гипергликемию. Повышение содержания в крови глюкозы, вызванное ядом, обусловлено усилением гликогенолиза в печени и мышцах (рис. 46). Гипергликемическое действие яда может быть связано с присутствующим в нем серотони-

ном. Последний, как известно, усиливает высвобождение адреналина из надпочечников, который, в свою очередь, запускает механизм распада гликогена и, как следствие этого, приводит к повышению уровня глюкозы в крови.

Для понимания механизмов действия яда сколопендры представляют интерес эксперименты, проведенные на препаратах изо-

Рис. 46. Влияние экстракта ядовитых желез сколопендры Scolopendra moristans на уровень глюкозы в крови и гликогена в печени крысы

(по Мохамеду и соавт., 1980)

.лированных органов. Так, яд S. cingylata в концентрациях 10~6— 10~5 г/мл вызывает положительный инотропный эффект на изолированном сердце лягушки, увеличивая амплитуду сокращений на 28%. Эффект кратковременный (до 1 мин) и сменяется нормализацией сокращений сердца. При увеличении концентрации яда (до 10-4 г/мл) наблюдается угнетение амплитуды и частоты сокращений сердца, вплоть до полной остановки. Сходным действием на изолированное сердце жабы обладает яд S. moristans. Фармакологический анализ действия яда показывает, что его угнетающий эффект блокируется предварительным введением атропина или цип- рогептадина, ингибирующих соответственно действие ацетилхолина и серотонина. Холинергические и серотонинергические механизмы действия яда продемонстрированы и на изолированных гладкомышечных препаратах кишки кролика и матки крысы. Эти эффекты могут быть объяснены действием ацетилхолина и серотонина, содержащихся в яде, либо в результате аутофармакологических реакций. В пользу последнего предположения говорят и электрофизиологические данные о влиянии яда S. cingulata на синаптическую передачу в цервикальных ганглиях таракана Ре- riplaneta americana. Яд стимулирует начальное высвобождение ацетилхолина из пресинаптических терминалей (фаза деполяризации) с последующим истощением его запасов и блоком синаптической передачи на фоне фазы реполяризации в результате фер- 148

ментативного гидролиза ацетилхолина ацетилхолинэстеразой ганглия.

Таким образом, физиологические эффекты яда сколопендры связаны как с действием ацетилхолина, серотонина и других биологически активных веществ, присутствующих в яде, так и с воздействием токсических компонентов яда на процессы синаптической передачи.

Подкласс Двупарноногие (Diplopoda)

Двупарноногие многоножки относятся к невооруженным активно-ядовитым животным.

Химический состав и механизм действия. Химические вещества, используемые диплоподами для защиты, весьма разнообразны. Некоторые из них выделяют бензохиноны — исключительно ядовитую группу соединений, пары которых вызывают сильное раздражение кожи лица (особенно подвержены действию бензохинонов глаза). Токсическое действие хинонов во многом объясняется легкостью их взаимодействия с аминогруппами белков. Есть многоножки, вырабатывающие и-креозол, резкий запах которого действует отпугивающе на хищников, другие хранят в своих железах камфароподобные соединения, также характеризующиеся сильным запахом и раздражающим действием.

Небольшие многоножки Glomeris maraginata защищаются от пауков с помощью 1,2-диалкин-4 (ЗН)-хинозаминов, которые парализуют хищников. При раздражении многоножка свертывается клубком, выделяет капельки липкой ядовитой жидкости, активные начала которой были названы гломерин и гомогломеринл

гломерин (К=СНз1 гомогломерин (К = СИ,СН;)

Особый интерес представляют многоножки, использующие для защиты синильную кислоту. Распространенное мнение о том, что в железах хранится свободная синильная кислота, было опровергнуто исследованиями ученых Корнельского университета в США, которые изучали химический состав и механизм выделения секрета диплоподы Apheloria corrugata, имеющего резкий запах горького миндаля. Ее ядовитая железа в отличие от большинства других диплопод является двухкамерной. Большая из. камер представляет собой тонкостенный мешок и содержит секрет. Меньшая — наполнена жидким веществом и находится между большой камерой и выпускным отверстием. Между камерами имеется мускульный

сфинктр, препятствующий произвольному смешиванию содержимого большой и малой камер. При возбуждении одновременно происходит сжатие большой камеры и открывание сфинктра. Секрет большой камеры поступает в малую, их содержимое перемешивается, и смесь через выпускные поры поступает наружу. Размеры камер невелики и даже большая из них содержит всего около 1 мкл секрета. Химический анализ показал, что реакцию на синильную кислоту дает только смесь содержимого камер, но не их секреты в отдельности. Следует подчеркнуть, что процесс выделения паров синильной кислоты при раздражении многоножки длится в течение нескольких минут с постепенным декрементом. Следовательно, синильная кислота не хранится в организме, а образуется ex tempore (перед употреблением), ее выделение длится в течение некоторого времени, необходимого для завершения реакции, очевидно, в зависимости от количества прореагировавших веществ. Поэтому логично было предположить, что для образования синильной кислоты необходима какая-то цианогенная молекула, которая под действием другого вещества (очевидно, фермента) распадается с образованием синильной кислоты. Химический анализ показал, что это манделонитрил:

манделонитрил

При его ферментативном распаде происходит выделение синильной кислоты и бензальдегида. Синильная кислота в связи с высоким давлением паров окутывает облачком свернувшуюся спи- ‘ ралью многоножку. Многоножки способны регулировать количество выделяющегося яда, и при локальном раздражении капельки яда выделяются только из пор данных сегментов. Общее количество синильной кислоты, которое может образовать A. corrugat, достигает 545 мкг. Длительность химической защиты около 20 мин — срок достаточный, чтобы уползти от источника опасности.

**

*

Насекомые и многоножки демонстрируют разнообразные способы адаптаций с использованием широкого круга химических соединений. У жалоносных перепончатокрылых основные токсические компоненты представлены ферментативными белками и неэнзиматическими полипептидами, изучение структуры и функции которых создало в целом ряде случаев теоретическую основу для практического применения ядов (например, пчелиного). У невооруженных насекомых встречаются главным образом небелковые токсины", относящиеся к различным классам органических соединений. Представляет интерес принцип ферментативного катализа, используемый некоторыми насекомыми и многоножками для выработки защитных веществ.

ГлаваГлава99ЯДОВИТЫЕ ИГЛОКОЖИЕ (ECHIDERMATA)

Глава

Глава

9

9

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Среди иглокожих Echinodermata по своим токсинологическим характеристикам основное внимание привлекают морские ежи Ес- hinoidea), морские звезды (Asteroidea) и голотурии (Holothuro-

idea) (рис. 47).

Рис. 47. Представители ядовитых иглокожих (по Холстеду, 1965):Рис. 47. Представители ядовитых иглокожих (по Холстеду, 1965):Л — морской еж Strongylocentrotus purpuratus; Б — голотурия Holothuria impahens; В — голот хрия Siichopus japonicus; Г - голотурия Cucumaria japonica; Д морская звезда Asterias amurensisЛ — морской еж Strongylocentrotus purpuratus; Б — голотурия Holothuria impahens; В — голот хрия Siichopus japonicus; Г - голотурия Cucumaria japonica; Д морская звезда Asterias amurensis

Рис. 47. Представители ядовитых иглокожих (по Холстеду, 1965):

Рис. 47. Представители ядовитых иглокожих (по Холстеду, 1965):

Л — морской еж Strongylocentrotus purpuratus; Б — голотурия Holothuria impahens; В — голот хрия Siichopus japonicus; Г - голотурия Cucumaria japonica; Д морская звезда Asterias amurensis

Л — морской еж Strongylocentrotus purpuratus; Б — голотурия Holothuria impahens; В — голот хрия Siichopus japonicus; Г - голотурия Cucumaria japonica; Д морская звезда Asterias amurensis

Иглокожие — морские донные животные, весьма чувствительные к солености воды. Так, например, они отсутствуют в Каспийском море, представлены одиночными видами в Черном и Балтийском морях, но многочисленны в наших северных морях. В целом иглокожие широко расселены в морях и океанах и обитают на разнообразных грунтах. У многих иглокожих диапазон вертикального распространения достигает 7 тыс. м (эврибатные формы). Морские звезды — хищники, охотящиеся на морских ежей, моллюсков и других беспозвоночных животных. Морские ежи питаются преимущественно организмами обрастаний, которые они соскабливают с каменистого грунта (литоральные и сублиторальные виды). Обитатели илистых грунтов заглатывают ил, содержащий органические остатки, к грунтоедам относятся и голотурии.

Ядовитый педициллярии.Ядовитый педициллярии.аппарат. Ядовитыми Иглы морских ежейаппарат. Ядовитыми Иглы морских ежейорганамиорганамиморских ежей являются иглы иморских ежей являются иглы и(рис. 48) покрыты железистым эпителием, вырабатывающим ядовитый секрет. При контакте с жертвой хрупкий кончик иглы обламывается и ядовитый секрет изливается наружу. С помощью мышц у основания игла может наклоняться в(рис. 48) покрыты железистым эпителием, вырабатывающим ядовитый секрет. При контакте с жертвой хрупкий кончик иглы обламывается и ядовитый секрет изливается наружу. С помощью мышц у основания игла может наклоняться встороны, принимая наиболее положение.Педициллярии — гомологистороны, принимая наиболее положение.Педициллярии — гомологивыгодноевыгодноеигл, иоигл, ио22ЬЬ3‘ir3‘ir4 — перетяжка;4 — перетяжка;5 — нервное5 — нервноемышца, двигающаямышца, двигающаяРис. 48. Схема иглы морскогоРис. 48. Схема иглы морскогоядовитой Холстеду,ядовитой Холстеду,кончик иглы;кончик иглы;1963):2 — игла;1963):2 — игла;3 — эпителий; кольцо; 6 —7 — суставная3 — эпителий; кольцо; 6 —7 — суставная. . иглу:8 — основа иле; 9 — поверхность панциря; V<9 — ареола. . иглу:8 — основа иле; 9 — поверхность панциря; V<9 — ареолаотличаются от них сложным строением (рис. 49). Основная масса педициллярии служит для очистки тела, и лишь некоторые являются ядовитыми. Каждая педициллярии состоит из стебелька и головки. Головка, в свою очередь, состоит из створок различной формы, в которых расположены ядовитые железы. В зависимости от формы головки различают несколько типов педицилля- рий, в том числе тридентные (трехзу- бые), трифильные (трилистные), гло- биферные (шароносные). Именно гло- биферные педициллярии бывают ядовитыми. Дистальный конец створки сужен, и в нем проходит канал с прото-отличаются от них сложным строением (рис. 49). Основная масса педициллярии служит для очистки тела, и лишь некоторые являются ядовитыми. Каждая педициллярии состоит из стебелька и головки. Головка, в свою очередь, состоит из створок различной формы, в которых расположены ядовитые железы. В зависимости от формы головки различают несколько типов педицилля- рий, в том числе тридентные (трехзу- бые), трифильные (трилистные), гло- биферные (шароносные). Именно гло- биферные педициллярии бывают ядовитыми. Дистальный конец створки сужен, и в нем проходит канал с прото-КОМ ЯДОВИТОЙКОМ ЯДОВИТОЙоткр ы в а ющи м ся-откр ы в а ющи м ся-головка;головка;на вершинб острого зубца, которым заканчивается створка. При раздражении сенсорных волосков псдицпл.шрия,. обычно широко открытая, захлокыва-на вершинб острого зубца, которым заканчивается створка. При раздражении сенсорных волосков псдицпл.шрия,. обычно широко открытая, захлокыва-ется, нанося жертве не только меха ческую травму, но и впрыскива1' нее свой яд.У голотурий, в основном у преется, нанося жертве не только меха ческую травму, но и впрыскива1' нее свой яд.У голотурий, в основном у преы- вы- вга-га-вителей отряда щитовидно-щуиалыи вых голотурий (Aspidochirota), имеются особые Кювьеровы органы. Это мно’очи-вителей отряда щитовидно-щуиалыи вых голотурий (Aspidochirota), имеются особые Кювьеровы органы. Это мно’очи-желез истыежелез истыеклыжие труб щки,клыжие труб щки,внадающие в расширенный задний отдел кишечника — клоаку. Голотурии (при раздражении) через отверстие клоаки выбрасывают Кювьеровы органы наружу, и они в виде белых липких нитей обвалакивают врага, часто вызывая его обездвиживание. Токсические вещества голотурии содержатся не только в этих, органах, по и в стенках тела.внадающие в расширенный задний отдел кишечника — клоаку. Голотурии (при раздражении) через отверстие клоаки выбрасывают Кювьеровы органы наружу, и они в виде белых липких нитей обвалакивают врага, часто вызывая его обездвиживание. Токсические вещества голотурии содержатся не только в этих, органах, по и в стенках тела.

Ядовитый педициллярии.

Ядовитый педициллярии.

аппарат. Ядовитыми Иглы морских ежей

аппарат. Ядовитыми Иглы морских ежей

органами

органами

морских ежей являются иглы и

морских ежей являются иглы и

(рис. 48) покрыты железистым эпителием, вырабатывающим ядовитый секрет. При контакте с жертвой хрупкий кончик иглы обламывается и ядовитый секрет изливается наружу. С помощью мышц у основания игла может наклоняться в

(рис. 48) покрыты железистым эпителием, вырабатывающим ядовитый секрет. При контакте с жертвой хрупкий кончик иглы обламывается и ядовитый секрет изливается наружу. С помощью мышц у основания игла может наклоняться в

стороны, принимая наиболее положение.

Педициллярии — гомологи

стороны, принимая наиболее положение.

Педициллярии — гомологи

выгодное

выгодное

игл, ио

игл, ио

2

2

Ь

Ь

3‘ir

3‘ir

4 — перетяжка;

4 — перетяжка;

5 — нервное

5 — нервное

мышца, двигающая

мышца, двигающая

Рис. 48. Схема иглы морского

Рис. 48. Схема иглы морского

ядовитой Холстеду,

ядовитой Холстеду,

кончик иглы;

кончик иглы;

1963):

2 — игла;

1963):

2 — игла;

3 — эпителий; кольцо; 6 —

7 — суставная

3 — эпителий; кольцо; 6 —

7 — суставная

. . иглу:

8 — основа иле; 9 — поверхность панциря; V<9 — ареола

. . иглу:

8 — основа иле; 9 — поверхность панциря; V<9 — ареола

отличаются от них сложным строением (рис. 49). Основная масса педициллярии служит для очистки тела, и лишь некоторые являются ядовитыми. Каждая педициллярии состоит из стебелька и головки. Головка, в свою очередь, состоит из створок различной формы, в которых расположены ядовитые железы. В зависимости от формы головки различают несколько типов педицилля- рий, в том числе тридентные (трехзу- бые), трифильные (трилистные), гло- биферные (шароносные). Именно гло- биферные педициллярии бывают ядовитыми. Дистальный конец створки сужен, и в нем проходит канал с прото-

отличаются от них сложным строением (рис. 49). Основная масса педициллярии служит для очистки тела, и лишь некоторые являются ядовитыми. Каждая педициллярии состоит из стебелька и головки. Головка, в свою очередь, состоит из створок различной формы, в которых расположены ядовитые железы. В зависимости от формы головки различают несколько типов педицилля- рий, в том числе тридентные (трехзу- бые), трифильные (трилистные), гло- биферные (шароносные). Именно гло- биферные педициллярии бывают ядовитыми. Дистальный конец створки сужен, и в нем проходит канал с прото-

КОМ ЯДОВИТОЙ

КОМ ЯДОВИТОЙ

откр ы в а ющи м ся-

откр ы в а ющи м ся-

головка;

головка;

на вершинб острого зубца, которым заканчивается створка. При раздражении сенсорных волосков псдицпл.шрия,. обычно широко открытая, захлокыва-

на вершинб острого зубца, которым заканчивается створка. При раздражении сенсорных волосков псдицпл.шрия,. обычно широко открытая, захлокыва-

ется, нанося жертве не только меха ческую травму, но и впрыскива1' нее свой яд.

У голотурий, в основном у пре

ется, нанося жертве не только меха ческую травму, но и впрыскива1' нее свой яд.

У голотурий, в основном у пре

ы- в

ы- в

га-

га-

вителей отряда щитовидно-щуиалыи вых голотурий (Aspidochirota), имеются особые Кювьеровы органы. Это мно’очи-

вителей отряда щитовидно-щуиалыи вых голотурий (Aspidochirota), имеются особые Кювьеровы органы. Это мно’очи-

желез истые

желез истые

клыжие труб щки,

клыжие труб щки,

внадающие в расширенный задний отдел кишечника — клоаку. Голотурии (при раздражении) через отверстие клоаки выбрасывают Кювьеровы органы наружу, и они в виде белых липких нитей обвалакивают врага, часто вызывая его обездвиживание. Токсические вещества голотурии содержатся не только в этих, органах, по и в стенках тела.

внадающие в расширенный задний отдел кишечника — клоаку. Голотурии (при раздражении) через отверстие клоаки выбрасывают Кювьеровы органы наружу, и они в виде белых липких нитей обвалакивают врага, часто вызывая его обездвиживание. Токсические вещества голотурии содержатся не только в этих, органах, по и в стенках тела.

Рис. 49. Ядовитая глобиферная пединелаярия морского ежа (Л) и схема ее строения (5) (по Холстеду, 1965):

1 — кончик створки; 2 — железистый эпителий; 3 — сенсорные волоски; 4 — нерв;

5 — кольцевая мышца; 6 — полость ядовитой железы; 7 — связка; У — приводящая мышца; 9 — известковый стебелек; 10 — створка

ЯД МОРСКИХ ЕЖЕЙ (ECHINOIDEA)

В южных широтах морские ежи являются объектом промысла и поэтому поражения ими довольно часты.

Клиника отравления. Симптомы отравления полно описал японский ученый Фудживара, который получил уколы всего от нескольких педициллярий морского ежа Toxopneustes pileolus, когда неосторожно взял его в руки. Сразу же развилась очень сильная боль, удерживающаяся около одного часа. Более грозные симптомы отравления связаны с параличом произвольной мускулатуры. У Фудживары развился паралич языка, век, лицевой мускулатуры. Наблюдалось расстройство речи и сильная слабость, особенно в ногах. Паралич мышц лица удерживался в течение 6 ч. Характерны также несчастные случаи с ныряльщиками (ловцы губок, жемчуга; аквалангисты и т. п.), которые, получив неожиданный болезненный укол морского ежа, теряли сознание и тонули.

Химический состав и механизм действия. Эксперименты Фуд- живары, проведенные еще в 1935 г., показали, что достаточно нанести укол несколькими педицилляриями в выбритое брюшко мы-

ши, чтобы у животного резко нарушилось дыхание и произошло падение температуры тела.

ч-оч-оf Токсинf Токсин30 Y30 Y20201010005101520О, мин5101520О, минРис. 50. Влияние урхитоксина F2 (10-3 г/мл) из морского ежа Тохор- neustes pileolus на тонус сосудов изолированного уха кролика (по Кимуре и соавт., 1977)Рис. 50. Влияние урхитоксина F2 (10-3 г/мл) из морского ежа Тохор- neustes pileolus на тонус сосудов изолированного уха кролика (по Кимуре и соавт., 1977)ности. В дальнейшем японскимности. В дальнейшем японскимИзучение химического состава яда педициллярий морского ежа Т. pileolus показало, что он является смесью токсических белков, с молекулярной массой от 30 000 до 80 000 и различной фармакологической активностью. Эти токсины были названы урхитоксина- ми 2—5. Урхитоксин-2 'вызывает снижение амплитуды сокращений изолированного сердца лягушки и предсердия кролика. Кроме того, наблюдаются нарушения сердечного ритма типа экстрасистолий, которые не предупреждаются атропином и, следовательно, имеют нехолинергическую природу. Угнетающее действие на сердце урхитоксина-3 слабее, чем урхитоксина-2, а токсины 4 и 5, напротив, оказывают на изолированное сердце стимулирующее действие. Урхитоксин-2 вызывает кратковременный спазм сосудов изолированного уха кролика (рис. 50), а также повышает проницаемость периферических сосудов к трипановому синему. Этот эффект блокируется антигистаминным препаратом димедролом. Целый экстракт из педициллярий Т. pileolus вызывает высвобождение гистамина из изолированных тучных клеток крысы. Урхпток- сины приводят к сокращению гладкомышечных препаратов кишки морской свинки и матки крысы. Их действие на гладкую мускулатуру сопоставимо с эффектом брадикинина и составляет для урхитоксина-5— 35°,0, урхитоксина-3—70% от его актив- исследователям удалось из урхи-

ч-о

ч-о

f Токсин

f Токсин

30 Y

30 Y

20

20

10

10

0

0

5101520

О, мин

5101520

О, мин

Рис. 50. Влияние урхитоксина F2 (10-3 г/мл) из морского ежа Тохор- neustes pileolus на тонус сосудов изолированного уха кролика (по Кимуре и соавт., 1977)

Рис. 50. Влияние урхитоксина F2 (10-3 г/мл) из морского ежа Тохор- neustes pileolus на тонус сосудов изолированного уха кролика (по Кимуре и соавт., 1977)

ности. В дальнейшем японским

ности. В дальнейшем японским

токсинов выделить компоненты, разобщающие окисление и фосфорилирование в митохондриях печени крысы. Таким образом, урхитоксины представляют собой смесь белков с различной биологической активностью, в том числе и кининоподобной.

Токсин белковой природы также выделен из педициллярий морского ежа Tripneustes gratilla, обитающего в прибрежных водах Гавайских островов. Он весьма активен; его DL50 для мышей составляет 90 мкг/кг (рис. 51); эффективно высвобождает гистамин из кишечника, сердца, легких. Дальнейшие исследования показали, что токсин обладает и энзиматическими свойствами, избирательно действуя на фракцию а2-макроглобулинов сыворотки крови человека. В результате деградации этих белков образуются кининоподобные пептиды, вызывающие сокращение гладкой мус,- кулатуры. Субстратная специфичность токсина довольно высока, так как он не действует на бычий сывороточный альбумин или фракцию у-глобулинов сыворотки крови. С помощью токсоида, приготовленного обработкой токсина формалином, была проведе- 154

на иммунизация кроликов. Полученная в результате иммунизации антисыворотка эффективно нейтрализовала токсин Т. gratilla и давала перекрестные реакции с токсическими белками другого морского ежа Strongylocentrotus purpuratus.Необходимо отметить, что ядовитый секрет игл морских ежей несколько отличается от токсинов педициллярий. Алендер (1967) установил, что экстракт, полученный из секреторного эпителия игл ежей Echinothrix calamaris, Е. diadema, при внутривенномна иммунизация кроликов. Полученная в результате иммунизации антисыворотка эффективно нейтрализовала токсин Т. gratilla и давала перекрестные реакции с токсическими белками другого морского ежа Strongylocentrotus purpuratus.Необходимо отметить, что ядовитый секрет игл морских ежей несколько отличается от токсинов педициллярий. Алендер (1967) установил, что экстракт, полученный из секреторного эпителия игл ежей Echinothrix calamaris, Е. diadema, при внутривенномвведений кошкам вызывает у них повышение АД, а в более высоких дозах и нарушение в деятельности сердца. Кроме того, экстракт приводит к сокращению изолированной кишки морской свинки. Удалось идентифицировать биологически активные вещества игл. Выяснилось, что повышение АД связано с норадреналином, тогда как фактор, ответственный за сокращение гладкой мускулатуры, является белком. Возможно, что он же вызывает и боль, возникающую при уколе ядовитой иглой морского ежа. Таким образом, белковые токсины морских ежейвведений кошкам вызывает у них повышение АД, а в более высоких дозах и нарушение в деятельности сердца. Кроме того, экстракт приводит к сокращению изолированной кишки морской свинки. Удалось идентифицировать биологически активные вещества игл. Выяснилось, что повышение АД связано с норадреналином, тогда как фактор, ответственный за сокращение гладкой мускулатуры, является белком. Возможно, что он же вызывает и боль, возникающую при уколе ядовитой иглой морского ежа. Таким образом, белковые токсины морских ежейЮОЮО8080- 60-О- 60-О4040ввРис. шейРис. шейzo\-zo\-001 I 11 пи! I I I I и mil 1 iinml10^ fO"3 to-2 Ю‘1 мг белка токсина)мышь1 I 11 пи! I I I I и mil 1 iinml10^ fO"3 to-2 Ю‘1 мг белка токсина)мышь51. Летальное действие на мы- токсина из морского ежа Trip-51. Летальное действие на мы- токсина из морского ежа Trip-neustes gratilla (по Файгену и соавт.,1968)neustes gratilla (по Файгену и соавт.,1968)служат причиной сильной боли, обладают паралитическим, спазмогенным и кардиотоксическим действием, а также высвобождают биологически активные ве- из физиологических депо, например гистамин и брадикислужат причиной сильной боли, обладают паралитическим, спазмогенным и кардиотоксическим действием, а также высвобождают биологически активные ве- из физиологических депо, например гистамин и брадикиществаществанин.нин.

на иммунизация кроликов. Полученная в результате иммунизации антисыворотка эффективно нейтрализовала токсин Т. gratilla и давала перекрестные реакции с токсическими белками другого морского ежа Strongylocentrotus purpuratus.

Необходимо отметить, что ядовитый секрет игл морских ежей несколько отличается от токсинов педициллярий. Алендер (1967) установил, что экстракт, полученный из секреторного эпителия игл ежей Echinothrix calamaris, Е. diadema, при внутривенном

на иммунизация кроликов. Полученная в результате иммунизации антисыворотка эффективно нейтрализовала токсин Т. gratilla и давала перекрестные реакции с токсическими белками другого морского ежа Strongylocentrotus purpuratus.

Необходимо отметить, что ядовитый секрет игл морских ежей несколько отличается от токсинов педициллярий. Алендер (1967) установил, что экстракт, полученный из секреторного эпителия игл ежей Echinothrix calamaris, Е. diadema, при внутривенном

введений кошкам вызывает у них повышение АД, а в более высоких дозах и нарушение в деятельности сердца. Кроме того, экстракт приводит к сокращению изолированной кишки морской свинки. Удалось идентифицировать биологически активные вещества игл. Выяснилось, что повышение АД связано с норадреналином, тогда как фактор, ответственный за сокращение гладкой мускулатуры, является белком. Возможно, что он же вызывает и боль, возникающую при уколе ядовитой иглой морского ежа. Таким образом, белковые токсины морских ежей

введений кошкам вызывает у них повышение АД, а в более высоких дозах и нарушение в деятельности сердца. Кроме того, экстракт приводит к сокращению изолированной кишки морской свинки. Удалось идентифицировать биологически активные вещества игл. Выяснилось, что повышение АД связано с норадреналином, тогда как фактор, ответственный за сокращение гладкой мускулатуры, является белком. Возможно, что он же вызывает и боль, возникающую при уколе ядовитой иглой морского ежа. Таким образом, белковые токсины морских ежей

ЮО

ЮО

80

80

- 60

-О

- 60

-О

40

40

в

в

Рис. шей

Рис. шей

zo\-

zo\-

0

0

1 I 11 пи! I I I I и mil 1 iinml

10^ fO"3 to-2 Ю‘1 мг белка токсина)мышь

1 I 11 пи! I I I I и mil 1 iinml

10^ fO"3 to-2 Ю‘1 мг белка токсина)мышь

51. Летальное действие на мы- токсина из морского ежа Trip-

51. Летальное действие на мы- токсина из морского ежа Trip-

neustes gratilla (по Файгену и соавт.,1968)

neustes gratilla (по Файгену и соавт.,1968)

служат причиной сильной боли, обладают паралитическим, спазмогенным и кардиотоксическим действием, а также высвобождают биологически активные ве- из физиологических депо, например гистамин и брадики

служат причиной сильной боли, обладают паралитическим, спазмогенным и кардиотоксическим действием, а также высвобождают биологически активные ве- из физиологических депо, например гистамин и брадики

щества

щества

нин.

нин.

ЯД МОРСКИХ ЗВЕЗД (ASTEROIDEA)

Еще в прошлом веке Вольф (1886) наблюдал, что экстракты из морских звезд были ядовиты для кроликов при парентеральном введении. Довольно часто отмечаются случаи гибели кошек и собак, которые съедали высохших на берегу морских звезд.

Химический состав и механизм действия. Первые токсические сапонины из Asterias amurensis, обладающие гемолитическим и ихтиотоксическим действием, были названы астеросапонином А и астеросапонином В. При кислотном гидролизе они дают стероидные агликоны — астерогенины I и II, серную кислоту, а также сахара, набор которых специфичен для каждого из астеросапони- нов. Так, астеросапонин А связан гликозидной связью с D-хиново- зой и D-фукозой (2:2), тогда как сахара астеросапонина В представлены D-хиновозой, D-фукозой, D-ксилозой и D-галактозой в соотношении 2 : 1 : 1 : 1:

галактоза

ксилоза

астеросапонин В

Астеросапонины А и В блокируют нервно-мышечную передачу. Добавление их в концентрации 1,5 — 3-10-4 моль/л в раствор, омывающий изолированный нервно-мышечный препарат диафрагмы крысы, вызывает начальное быстрое сокращение мышцы с последующим ее расслаблением, на фоне которого развивается прогрессирующее угнетение передачи возбуждения на непрямую стимуляцию. Этот эффект необратим, так как повторное и длительное отмывание препарата не восстанавливает его функциональной активности.

Стероидный сапонин, обладающий поверхностно-активными свойствами, выделен и из морской звезды Marthasterias glacialis. В концентрации 1,33-10~6 моль/л токсин вызывает гибель камбалы Pleuronectes platessa в течение 24 ч. По своей активности он не уступает синтетическим сурфактантам цетилтриметиламмониум- хлориду и цетилпиридиниумхлориду. Смерть рыб наступает в результате цитотоксического действия токсина на жаберный эпителий и, как следствие этого, нарушения обмена О2, СО2 и натрия. Токсин гемолизирует эритроциты камбалы и барана, причем гемолитическое действие его ингибируется холестерином, тогда как лецитин в этих экспериментах не эффективен. Эти данные указывают, что гемолитическое действие токсина связано с его взаимодействием с холестерином клеточных мембран.

ЯД ГОЛОТУРИЙ (HOLOTHUROIDEA)

Голотурии имеют экономическое значение, так как используются в качестве пищевого продукта — так называемого трепанга. Трепанг — это вываренные и высушенные голотурии, у которых предварительно тщательно удаляются внутренности. В случае некачественного приготовления наблюдаются пищевые отравления от желудочно-кишечных расстройств до острых гастритов. В тяжелых случаях отмечается гемолиз, поражение периферической нервной системы. Лечение носит симптоматический характер.

Химический состав и механизм действия. Экспериментальное изучение токсичности голотурий началось еще в прошлом веке, когда Купер описал воспалительные реакции кожи при поражении липкими нитями, выбрасываемыми при раздражении некоторыми видами голотурий (Кювьеровы органы). Современный этап изучения токсинов голотурий связан с именами Яманучи (1929) и Нигрелли (1952), которые выделили кристаллические токсины из голотурий Holothuria vagabunda и Actinopyga agasslzi и назвали их голотурином. Как правило, экстракты из Кювьеровых органов голотурий содержат больше этого токсина, чем из стенок тела. Голотурины оказались смесью сапонинов, первый из которых — голотурин А — представляет собой агликон, соединенный с одной молекулой серной кислоты и остатками сахаров (D-глюкозы, D-ксилозы, D-хиновозы и 3-0-мeтил-D-глюкoзы). Голотурин А идентичен голотурину, выделенному ранее Яманучи. Позднее из Стенок тела голотурий Н. vagabunda, Н. lubrica были выделены голотурин А, а также новый компонент голотурин В. При кислотном гидролизе голотурин В давал смесь агликонов, серную кислоту и остатки D-хиновозы и D-ксилозы. Изучение смеси агликонов голотуринов показало, что 30% из них составляют 22, 25-оксидо- голотуриногенин (20% )• и 17-деокси-22,25-оксидоголотуриногенин (10%), являющиеся производными ланостерина:

22,25-оксцдоголотуриногенин

Затем близкие по структуре агликоны были выделены из других голотурий.

Сапонины голотурий обладают высокой биологической активностью, в. том числе противоопухолевым действием, антимикробной активностью, повышают фагоцитарную активность лейкоцитов, тормозят развитие оплодотворенных яиц морского ежа и синтез нуклеиновых кислот в них, характеризуются нейротропным действием и т. д. (табл. 17, по Алендеру и Расселу, 1966). Токсичность голотурина А для-мышей составляет 7,5 мг/кг (DLso). У животных наблюдаются судороги, затем паралич и смерть. В концентрации 150 мкг/мл голотурин А в течение 1 мин полностью блокирует распространение ПД в перехвате Ранвье одиночного волокна нерва лягушки. Голотурин В (2,52-10-5 моль/л) вызывает медленно развивающееся, но стойкое повышение тонуса поперечно-полоса-

Таблица 17. Некоторые биологические свойства голотурина

Организмы

Голотурин, X10-6 г/мл

Биологическое действие

Простейшие:

Euglena gracilis

Amoeba proteus

66

100

Торможение роста

Гибель

Кишечнополостные:

Hydra sp.

10

Плоские черви:

Lugesia tigrina

0,1-100

Торможение процесса регене

Круглые черви:

рации, гибель

Nematode

100

Гибель

Моллюски:

Planorbis sp.

Кольчатые черви:

1 — 10

>

Tubifex tubifex

10

Членистоногие:

Drosophila melanogaster Иглокожие:

1000

Замедление окукливания

Arbacia punctulata (яйца)

0,001-1000

Нарушение развития

Костные рыбы:

1-1000

Гибель

Carapus bermudensis

1-10

Амфибии:

Rana pipiens

10 (мг)

Гибель (мг/животное), гемо

Млекопитающие, мыши

лиз, увеличение гемопоэза

9 (мг)

DL5o (в/в, мг/кг) *

10 (мг)

DL5o (в/б, мг/кг)

* в/в — внутривенно; в/б — внутрибрюшинно.

тых мышц, на фоне которого необратимо блокирует передачу через нервно-мышечный синапс. Наличие сульфатной группы придает голотурину А анионные свойства, которые могут играть важную роль в его физиологическом действии, поскольку при ее отщеплении нейротропная активность голотурина А падает.

Установленное впервые Нигрелли (1952) цитостатическое действие голотуринов на клетки саркомы-180 привлекло большое внимание исследователей. Активное изучение сапонинов других видов голотурий привело к выделению из них таких биологически активных соединений, как голотоксины, полученных из стенки тела голотурии Stichopus japonicus, а также стихопозидов, кукумарио- зидов и др. Метанольные экстракты из S. japonicus — голотоксины А, В и С, проявляли выраженную противомикробную активность. Из 55 кг исходного сырья Китагава выделил 10 мг голотоксина А, 5 мг голотоксина В и следы голотоксина С. Голотоксины очень близки по своей структуре с голотуринами, но отличаются отсутствием серной кислоты. Агликоны голотоксинов и стихопозидов оказались идентичными — эти структуры названы стихопоге- нинами А2 и А4:

S( — D— ксилозаS2 — D— глюкозаS3 — 3—0—метил—D—глюкозаS4 — D—хиновозаS( — D— ксилозаS2 — D— глюкозаS3 — 3—0—метил—D—глюкозаS4 — D—хиновозаголотоксин Вголотоксин В

S( — D— ксилоза

S2 — D— глюкоза

S3 — 3—0—метил—

D—глюкоза

S4 — D—хиновоза

S( — D— ксилоза

S2 — D— глюкоза

S3 — 3—0—метил—

D—глюкоза

S4 — D—хиновоза

голотоксин В

голотоксин В

Советские исследователи Еляков и другие из этого же вида голотурий S. japonicus выделили стихипозиды A, Ai и С, отличающиеся набором углеводов от голотоксинов. Из другого вида Cucumaria fraundatrix Еляков, Анисимов и другие выделили новый тритерпеновый гликозид — кукумариозид С, состоящий из агликона с эмпирической формулой С30Н44О5 и остатков сахаров, включающих D-глюкозу, D-ксилозу и D-рамнозу. Кукумариозид С эффективно ингибирует биосинтез нуклеиновых кислот и белка в оплодотворенных яйцах морского ежа (рис. 52). Тритерпеновые гликозиды

Рис. 52. Влияние кукумариозида С из голотурии Cucumaria jraundatrix на интенсивность синтеза ДНК, РНК и белка, оцениваемого по включению соответственно 14С-тимидина (I), 14С-уридина (II) и 14С-аланина (III) в делящиеся^яйца морского ежа, через 14 ч после оплодотворения (по М. М. Анисимову и соавт., 1974):

/ —- контроль; 2 — концентрация кукумариозида С 1 мкг/мл; 3 — 2 мкг/мл; 4 —• 3 мкг/мл

обладают фунгицидным действием по отношению к грибкам Sac- charomyces. В высоких концентрациях (3 мкг/мл) кукумариозид С не только тормозит развитие эмбрионов, но и вызывает их частич-

ное разрушение, вплоть до лизиса бластомеров. Следует подчеркнуть, что тритерпеновые гликозиды, выделенные из голотурий различных семейств, отличаются по своим свойствам, что обусловлено особенностями их химического состава.

* *

*

Данные о химическом составе бйотоксинов иглокожих могут оказаться полезными для решения вопроса о их филогении, до сих пор вызывающего споры и дискуссии. Так, наличие стероидных сапонинов в морских звездах и голотуриях может указывать на их большее родство, чем с другими классами иглокожих. Например, у офиур и морских лилий сапонинов не обнаружено. У офиуры Ophiocoma nigra найдены кислые мукополисахариды, содержащие много остатков серной кислоты, аминосахара, серные и фосфорные эфиры, которые, возможно, соединены с белком. Слизь, выделяемая офиурами, имеет pH 1 за счет высокого содержания сульфат- аниона и может служить защитным средством. О родстве морских звезд и голотурий может говорить и сходный набор синтезируемых ими нафтохиноновых пигментов (Барбье, 1978).

Глава I ЯДОВИТЫЕ

•jQ РЫБЫ

(PISCES)

И КРУГЛОРОТЫЕ

(CYCLOSTOMATA)

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Токсинологическая характеристика позвоночных (Vertebrata) будет дана, начиная с рассмотрения рыб и круглоротых, постоянной средой обитания которых является вода. Слизистые железы, характерные для водных организмов, обеспечивают не только улучшение гидродинамических характеристик тела, но и выполняют защитные функции. Защите от хищников служат также различные колючки и шипы, нередко снабженные специализированными ядовитыми железами. В других случаях уколы колючими лучами плавников способствуют попаданию в рану секрета слизистых желез, обладающего раздражающим и токсическим действием. Изучение строения и эволюции ядовитых и ранящих аппаратов рыб, начатое Боттаром (1889), Савченко (1886), Павловским (1909), Холстедом (1958), Пигулевским (1966) и другими, еще далеко от своего завершения и нуждается в продолжении.

Практическое значение рыб общеизвестно; также хорошо известно, что среди них много ядовитых, степень изученности которых весьма различна, а в некоторых случаях и явно недостаточна. Интенсификация рыболовного промысла неуклонно ведет к сокращению доли традиционно вылавливаемых для пищевых целей видов рыб и увеличению числа новых видов, нуждающихся в тщательной биологической характеристике. В настоящее время пристальное внимание уделяется комплексной утилизации пищевых и непищевых продуктов рыболовства, среди которых многие служат ценным сырьем для различных отраслей народного хозяйства — фармацевтической, пищевой, парфюмерной промышленности (Гурин, Ажгихин, 1981). В рассматриваемом плане изучение ядовитых рыб относится к важной медико-биологической проблеме, решение которой позволит не только успешно бороться с отравлениями, имеющими в некоторых районах мира эпидемиологическое значение, но и поставить на службу человека уникальные биоло-

гически активные вещества, содержащиеся в ядовитых рыбах.

Надкласс Рыбы (Pisces) делят на два класса: Хрящевых (Chondrichthy.es) и Костных (Osteichthyes).

Хрящевые рыбы (Chondrichthyes). К этому классу относят морских рыб (лишь немногие виды пресноводные обитатели), у которых в скелете отсутствует костная ткань — отсюда и само название класса. Тело этих рыб покрыто кожей, несущей обычно плакоидную чешую, которая является одним из наиболее древних видов чешуйного покрова; реже кожа голая.

Систематически класс делится на два подкласса, очень неравноценных по числу входящих в них видов: пластинчатожаберные (или акуловые) Elasmobranchii и цельноголовые (или слитночерепные) Holocephali. К первому подклассу относят и скатов. Общее число видов пластинчатожаберных достигает 600.

Второй подкласс представлен в настоящее время незначительным числом видов, объединяемых в один*отряд химерообразных (Chimaeriformes).

Среди всех трех групп хрящевых рыб (акул, скатов и химер) имеются виды, представляющие опасность для человека как ядовитые животные. Ядовитый аппарат хрящевых рыб представляет собой модифицированные плакондные чешуи, которые преобразуются в шипы, находящиеся в спинных плавниках (акулы и химеры) или на хвосте (скаты) (рис. 53). Ткань ядовитой железы располагается чаще в бороздках, проходящих по шипу. Наличие ранящего аппарата позволяет отнести этих рыб к вооруженным активно-ядовитым. В то же время некоторые виды хрящевых рыб являются пассивно-ядовитыми. Холстед указывает, что употребление мяса акул и скатов также служит причиной отравления людей. При этом самые сильные отравления были при употреблении в пищу печени тропических видов акул, в том числе акулы- молота (Sphyrna zygaenaV белой акулы (Carcharodon carcharias), семижаберной акулы (Heptranchias perlo), полярной акулы (Som- niosus microcephalus), гребнезубой акулы (Hexanchus griseus^ и черноперой пилозубой акулы.

Костные рыбы (Osteichthyes). По количеству входящих в него видов (около 20 тыс.) это самый многочисленный класс среди всех современных хордовых животных. Систематически класс подразделяется на большое количество отрядов (иногда до 100 с лишним) и семейств, весьма различающихся по видовому составу. Не вдаваясь в спорные вопросы систематики всей группы, отметим, что современных костных рыб принято делить на два подкласса: лопастеперых рыб Sarcopterygii и лучеперых рыб Actinopterygii.

К первому подклассу относится очень ограниченное число видов (менее 10), среди которых нет ядовитых представителей. Второй подкласс объединяет практически все видовое разнообразие класса. Среди многочисленных их представителей известно немало видов, которые представляют опасность для человека как ядовитые животные. Необходимо к этому добавить, что степень ядовитости и опасности у разных видов колеблется в весьма сильных 162

пределах. Подкласс Костные рыбы включает виды, вооруженные ранящим ядовитым аппаратом в виде различных колючек и шипов, — активно-ядовитые формы. Кроме того, имеется большое число видов, ядовитость которых связана с внутренними органами, (чаще гонадами), мышцами, кожей, — пассивно-ядовитой формы.

Рис. 53. Колючая акула Squalus acanthias (Л) и скат-хвостокол Dasyatis as per а (по Холстеду, 1970)

К активно-ядовитым рыбам относят большинство видов из отряда сомообразных Siluriformes, окунеобразных Perciformes, скор- пенообразных Scorpaeniformes. Наибольшую известность среди активно-ядовитых рыб получили некоторые представители из сем. скорпеновых — Scorpaenidae, например полосатая крылатка Pterois volitans, европейская скорпена Scorpaena porcus, которая встречается и в Черном море. Хорошо известны также бородав- чатки, или камень-рыбы (Synanceidae); морские дракончики, или 11*

рыбы-змейки (Trachinidae), которые также имеют одного представителя в Черном море — большой дракончик Trachinus draco^ жабы-рыбы (Batrachoididae), звездочеты, или морские коровки (Uranoscopidae), и разнообразные рыбы коралловых рифов в тропических водах (рис. 54).

Рис. 54. Активно-ядовитые рыбы (по Физали, 1922):

Л — бородавчатка Synanceja verrucosa; Б — большой дракончик Trachinus draco; В — жабун Thalassophryne reticulata; Г — скорпена Scorpaena scrofa; Д — крылатка Pterois antennata

Пассивно-ядовитые рыбы, имеющие ядовитые внутренние органы, мышцы и кожу, весьма разнообразны. Здесь прежде всего необходимо заметить, что наряду с видами безусловно ядовитыми имеется много представителей, которые вызывают спорадические отравления (в ряде случаев массовые) либо в отдельные сезоны или даже годы, либо только в некоторых районах своего распространения.

Среди безусловно ядовитых известны виды из различных отрядов и семейств: мурены Muraenidae; кузовковые Ostraciontidae; иглобрюхие Tetraodontidae, например фугу, яд которой хорошо изучен; карповые Cyprinidae, например встречающаяся у нас ' в Средней Азии маринка Schizothorax argentatus, имеющая ядовитую икру и брюшину, и др.

Среди спорадически ядовитых рыб можно назвать такие виды, как барракуда Sphyraena barracuda; мата-хари Lethrinus miniatus; богар Lutianus bohar; полосатый тунец, или скипджек Katsuwonus pelamis; японский анчоус Engraulis japonicus; красный морской 164

карась Pagellus erythrlnus\ длинноусая султанка Parupeneus chryserydros\ сельдь-тупорылка Clupanodon thrissa и многие другие (рис. 55).

Рис. 55. Пассивно-ядовитые рыбы (по П. Н. Савченко, 1886, и Физали, 1922):

А — фугу Fugu vermiculare; Б — бычок Gobius criniger; В — граммист Grammistes sexli- neatus; Г—еж-рыба Diodon hystrix; Д — мурена Muraenct Helena; Е — сельдь Clupea thrissa;

Ж — барракуда Sphyraena picuda; 3 — угорь Conger conger

ЯД АКТИВНО-ЯДОВИТЫХ РЫБ

Известно около 200 видов рыб, вызывающих отравление с помощью ядовитых колючек или шипов, которые, как правило, снабжены ядовитой железой. Обычно активно-ядовитые рыбы ведут Малоподвижный образ жизни, подкарауливая свою добычу. Ядовитые колючки являются их орудием защиты.

Ядовитый аппарат. Ядовитый аппарат и его вооружение у различных активно-ядовитых рыб имеют общие черты строения. Обычно это колючка или шип, прикрытые сверху тонким кожистым чехлом, под которым находятся ядовитые железы, выделяющие секрет. Иногда развиваются специальные железы, соединенные с шипом коротким протоком. В колючки превращаются передние лучи спинного и анального или наружные лучи грудных и брюшных плавников. Шипы развиваются на различных костях черепа, чаще на жаберных крышках. Выработка аппарата такого типа свидетельствует о его приспособительном, защитном характере (на это указывают и особенности поведения рыб в случае грозящей им опасности).

У скатов ранящий аппарат представлен зазубренными шипами, в желобах

77Рис. 56. Схема строения шипа ската-хвостокола (поХолстеду, 1970):Рис. 56. Схема строения шипа ската-хвостокола (поХолстеду, 1970):/ — интегументарный чехол; 2 — зубцы; 3 — эпидермис; 4 — ядовитая железа; 5 — дерма; 6 — медеовентральный гребень; 7 —шип/ — интегументарный чехол; 2 — зубцы; 3 — эпидермис; 4 — ядовитая железа; 5 — дерма; 6 — медеовентральный гребень; 7 —шип

7

7

Рис. 56. Схема строения шипа ската-хвостокола (по

Холстеду, 1970):

Рис. 56. Схема строения шипа ската-хвостокола (по

Холстеду, 1970):

/ — интегументарный чехол; 2 — зубцы; 3 — эпидермис; 4 — ядовитая железа; 5 — дерма; 6 — медеовентральный гребень; 7 —

шип

/ — интегументарный чехол; 2 — зубцы; 3 — эпидермис; 4 — ядовитая железа; 5 — дерма; 6 — медеовентральный гребень; 7 —

шип

вентральной поверхности которых расположены ядовитые железы (рис. 56). Шипы могут достигать значительных размеров — до 30 см и более у Dasyatifor- mes. При сильных ударах они нередко обламываются, обломок прочно удерживается в тканях жертвы, благодаря направленным назад зазубринам. Специальных протоков ядовитые железы не имеют, и секрет накапливается в желобах шипа. В момент удара под давлением тканей жертвы секрет выделяется вблизи копьевидного наконечника шипа. Электронная микроскопия ядовитой железы Dasyatis sabina выявила в ядообразующих клетках систему микротрубочек, окруженных общей мембраной. На поперечном срезе внутри овала, образованного замкнутой мембраной, можно насчитать до 5000 микротрубочек, средний диаметр которых составляет ^20 нм. Предполагается, что в этих микротрубочках содержится ядовитый секрет.

У акул сем. Squalidae (колючие или катрановые) перед первым и вторым спинными плавниками расположены острые колючие шипы, которые могут нанести болезненные уколы. Это относится и к обычной у нас черноморской акуле — катрану (S. acanthias). Верхушка колючки голая, нижняя же ее часть покрыта кожистым чехлом, под которым расположены ядовитые железы. При давлении тканей жертвы на железу акулы происходит выделение ядовитого секрета.

Ранящий апарат колючеперых костистых рыб (Pterois, Scorpaena, Synanceja) представлен жесткими лучами спинного плавника. Ядовитыми могут быть и лучи брюшного и анального плавников. Лучи имеют вытянутую иглообразную форму. На поверхности лучей видны глубокие борозды, придающие лучам на поперечном срезе Т- образную форму (рис. 57). В этих бороздах ле

жат ядовитые железы. У основания лучей имеется своеобразная система «затворов», фиксирующих лучи в выпрямленном положении. При сокращении приводящих мышц отросток одного луча заходит в отверстие другого — таким образом все лучи плавника закрепляются в напряженном состоянии. Сокращение мышц-антагонистов укладывает лучи вдоль тела.

У Pterois и Scorpaena железы не имеют выводных протоков и секрет- выделяется в тело жертвы непосредственно из полости борозды, где он скапливается -так же, как это имеет место у скатов. Павловский (1909), впервые описавший ■ядовитые железы у морского окуня Sebastes norvegicus, считает, что под давлением тканей жертвы .некоторое количество железистых клеток целиком переходит в секрет (голокринная секреция). При этом разрушаются перегородки из опорных клеток и в дистальной части железы образуется «ложный выводной проток», не имеющий ни определенных стенок, ни определенных размеров. Секрет стекает в рану по борозде колючего луча плавника. Однако такой механизм выделения секрета принимается не всеми.

Если вопрос о наличии «ложных выводных протоков» у скорпеновых рыб является дискуссионным, то у бородавчатки Synanceja (Synanceidae) ядовитая железа снабжена настоящим выводным протоком, открывающимся отверстием на вершине луча (рис. 58). Сами железы — крупные бобовидной формы — лежат в средней трети борозды колючки.

Наконец, у жабуна Thalassophryne (Batrachoididae) ядовитый шип по своему строению напоминает ядовитые зубы змей. Шип представляет собой полую заостренную иглу (см. рис. 57), у проксимальной части которой расположена крупная ядовитая железа. Проток железы входит в проксимальное отверстие шипа. При надавливаний на железу из дистального отверстия шипа выступает довольно крупная капля ядовитого секрета.

Описанными примерами не исчерпывается все многообразие форм ядовитых ранящих аппаратов рыб — существует множество переходных форм.

Рис. 57. Схема строения колючки спинного плавника некоторых активно-ядовитых рыб (по Холстеду, 1970):А — скорпены Scorpaena guttata; Б — жабуна Thalassophryne dowi; 1 — постеролатеральный гребень; 2 — антеро- латеральная железистая борозда; 3 — антереомедиальный гребень; 4— интерневральный шип; 5 — дистальное отверстие; 6 — проксимальное отверстиеРис. 57. Схема строения колючки спинного плавника некоторых активно-ядовитых рыб (по Холстеду, 1970):А — скорпены Scorpaena guttata; Б — жабуна Thalassophryne dowi; 1 — постеролатеральный гребень; 2 — антеро- латеральная железистая борозда; 3 — антереомедиальный гребень; 4— интерневральный шип; 5 — дистальное отверстие; 6 — проксимальное отверстиеРис. 58. Строение ядовитой железы активно-ядовитых рыб (по Холстеду, 1970):А — крылатки Pterois; Б — скорпены Scorpaena; В — бородавчатки Synanceja; 1 — интегументарный чехол; 2 — ядовитая железа; 3 — проток железыРис. 58. Строение ядовитой железы активно-ядовитых рыб (по Холстеду, 1970):А — крылатки Pterois; Б — скорпены Scorpaena; В — бородавчатки Synanceja; 1 — интегументарный чехол; 2 — ядовитая железа; 3 — проток железы

Рис. 57. Схема строения колючки спинного плавника некоторых активно-ядовитых рыб (по Холстеду, 1970):

А — скорпены Scorpaena guttata; Б — жабуна Thalassophryne dowi; 1 — постеролатеральный гребень; 2 — антеро- латеральная железистая борозда; 3 — антереомедиальный гребень; 4— интерневральный шип; 5 — дистальное отверстие; 6 — проксимальное отверстие

Рис. 57. Схема строения колючки спинного плавника некоторых активно-ядовитых рыб (по Холстеду, 1970):

А — скорпены Scorpaena guttata; Б — жабуна Thalassophryne dowi; 1 — постеролатеральный гребень; 2 — антеро- латеральная железистая борозда; 3 — антереомедиальный гребень; 4— интерневральный шип; 5 — дистальное отверстие; 6 — проксимальное отверстие

Рис. 58. Строение ядовитой железы активно-ядовитых рыб (по Холстеду, 1970):

А — крылатки Pterois; Б — скорпены Scorpaena; В — бородавчатки Synanceja; 1 — интегументарный чехол; 2 — ядовитая железа; 3 — проток железы

Рис. 58. Строение ядовитой железы активно-ядовитых рыб (по Холстеду, 1970):

А — крылатки Pterois; Б — скорпены Scorpaena; В — бородавчатки Synanceja; 1 — интегументарный чехол; 2 — ядовитая железа; 3 — проток железы

Скаты-хвостоколы (Dasyatiformes)

Уколы, которые наносят своими зазубренными шипами скаты- хвостоколы, отнюдь не редкость. На побережье Северной Америки скаты ранят ежегодно около 750 человек. Количество жертв по всему побережью Мирового океана исчисляется тысячами. Среди скатов имеются и пресноводные формы, например речной скат Potamotrygon motoro, обитающий в бассейне Амазонки, укол которого вызывает серьезное отравление. Интересно, что некоторые индейские племена используют зазубренные шипы пресноводных скатов для изготовления наконечников копий и стрел.

Чаще страдают от уколов скатов рыбаки, аквалангисты и просто купающиеся. Полезно помнить, что сила удара хвоста ската, особенно у крупных, такова, что они без труда пробивают одежду и даже обувь. Тем не менее скаты практически никогда не используют свой шип для нападения; поражения человека, как правило, являются следствием неосторожного обращения или несчастного случая. Боль, вызываемая уколом, чрезвычайно сильная. Отравления характеризуются развитием слабости, иногда потерей сознания, диарреей, развитием судорог и нарушением дыхания. И у человека, и у экспериментальных животных яд хвостокола вызывает падение артериального давления и нарушения в деятельности сердца. Поражения конечностей обычно заканчиваются

выздоровлением через несколько дней. Однако укол в грудь или живот может закончиться смертельным исходом.

Химические свойства и механизм действия. Токсин, выделенный из ядовитого секрета ската Urolophus halleri, представляет собой весьма лабильный белок с молекулярной массой ~ 100 000. Электрофоретическое изучение белка показало, что он не является гомогенным и может быть разделен на 10 фракций, из которых по крайней мере 5 токсичны. Для мышей DL50 токсического вещества ската составляет 28 мг/кг. Ядовитый секрет скатов обладает своеобразным ферментативным составом, в частности, в нем обнаружены 5'-нуклеотидаза и фосфодиэстераза, тогда как фосфолипазная и протеолитическая активность отсутствует.

Морские дракончики (Trachinidae)

Клиника отравления. Большинство поражений колючками морского дракончика происходит из-за неосторожного обращения с ними. Чаще всего оказываются жертвами рыбаки, вынимающие дракончика из сетей или случайно наступившие на него. Укол, как правило, не смертелен, но вызывает сильную боль, отек и некроз пораженного участка. Иногда наблюдаются параличи, дыхательные и гемодинамические расстройства.

Химические свойства и механизм действия. Для выделения яда используют либо экстракцию из интегументарного чехла, либо дают яду изливаться в губку с последующей экстракцией. Описан также способ отсасывания яда из колючки под вакуумом. Так, используя последний вариант, удалось получить от 600 ядовитых колючек до 60 мл ядовитого секрета, токсичность которого для мышей массой 16—18 г составила 0,5 мкл. Яд очень нестабилен и легко инактивируется при хранении (при t=—60° С) или лиофилизации. Однако при фильтрации через бактериальные фильтры с последующим замораживанием сухим льдом в присутствии 15%-ного раствора глицерина можно получить яд,. сохраняющий свою активность в течение 2 лет при t =—60° С.

Электрофоретическое изучение яда дракончика показало наличие в нем двух альбуминовых фракций и одной полисахаридной. Возможно, токсичность обеспечивается комплексом альбумина с полисахаридом. В яде обнаружены серотонин и гистамин, которые могут вызывать болевой эффект. При введении яда у экспериментальных животных развивается быстрая гипотензия, расстраивается дыхание и отмечается сердечная недостаточность. Несмотря на то, что смерть наступает от остановки дыхания, искусственная вентиляция легких не спасает животного. На нервно-мышечную передачу яд не действует, хотя в нем обнаружена холинэстераза.

Бородавчатковые (Synanceidae)

Клиника отравления. Бородавчатки (Synanceja) —чрезвычайно опасные для человека рыбы. Их иглы настолько прочны, что могут пробить толстую резиновую подошву и ранить ногу. Чаще 168

всего бородавчатки обитают среди рифов, где прекрасно маскируются среди кораллов и камней. Симптомы отравления развиваются быстро, и на первый план выступает очень сильная боль, доводящая человека буквально до исступления. На месте поражения развивается ишемия, отек, которые сохраняются от нескольких дней до нескольких недель и заканчиваются некрозом тканей. В тяжелых случаях больной теряет сознание, дыхание затрудняется, кожные и слизистые поверхности становятся цианотичными, иногда наблюдаются судороги. Перед смертью, которая может наступить в течение 5 ч после укола, больной впадает в кому. Специфических средств лечения нет, применяется только симптоматическое.

Химический состав и механизм действия. Из каждого ядовитого пузырька на игле бородавчатки можно получить 0,03 мл яда. По своим фармакологическим свойствам яд большинства видов Synanceja схож. Свежесобранный яд нестоек, его стабилизируют 40%-ным глицерином и хранят при / =—20° С. Яд имеет белковую природу, термолабилен. Из ферментов обнаружена гиалуронидаза. Хроматографической очисткой из яда бородавчатки выделена белковая фракция с молекулярной массой ~ 150 000, токсичная для крыс и увеличивающая сосудистую проницаемость.

Целый яд блокирует нервно-мышечную передачу, чем, в частности, объясняются столь типичные симптомы удушья у человека.

Характерная особенность яда — его действие на капиллярную проницаемость. При введении лабораторным животным он вызывает дерматонекроз, отек легких, геморрагии в грудной полости. Для мышей DL50 при внутривенном введении составляет 200 мкг белка/кг. Сердечно-сосудистая система также страдает при действии яда. Наблюдается падение АД, периферическая вазодилатация, а на поздних стадиях отравления — снижение сократительной способности сердечной мышцы.

Таким образом, в яде бородавчатки содержатся следующие группы биологически активных веществ: 1) гиалуронидаза; 2) фактор, увеличивающий проницаемость мембраны сосудистых капилляров; 3) летальный фактор, вызывающий также гипотензивный эффект; 4) болевой фактор.

Скорпеновые (Scorpaenidae)

Клиника отравления. Довольно подробно изучены яды Scor* раепа guttata и Pterois volitans, а также морских окуней Sebastes. Крылатка, или рыба-зебра ^Р. volitans), очень красива, грациозна и ярко окрашена. Однако следует иметь в виду, что это отпугивающая окраска, а многочисленные иглы весьма ядовиты. В случае опасности крылатка предпринимает активные попытки поразить противника своими колючками. Укол колючками этой красивой рыбки (ее размер до 30 см) вызывает ощущение, как будто в руку вогнали раскаленный гвоздь. На месте поражения развивается

гиперемия и отек. По мере дренирования яда лифматической системой развиваются лимфоденит и лимфангоит. Самочувствие больного резко ухудшается уже в течение первых 10—15 мин после поражения. К жгучей боли присоединяются и общие симптомы отравления: падение АД, параличи скелетной и дыхательной мускулатуры и как следствие дыхательная и сердечно-сосудистая недостаточность. Пигулевский (1966) указывает на возможность смертельных исходов. В случае выздоровления длительное время беспокойство причиняет некротический очаг в месте инокуляции яда.

Сходные симптомы отравления наблюдаются при уколах скор- пен (Scorpaena, Apistus, Inimicus). Интоксикация ядом скорпен имеет более умеренную клиническую картину, чем при отравлении ядом крылаток. Однако и в этом случае на первый план выступают мучительные боли в месте укола. Иногда отмечаются парезы мышц конечностей. Часто поражения скорпеновыми рыбами осложняются попаданием в рану вторичной инфекции. Так, в литературе описан случай инфекционного перикардита, вызванного уколом S. guttata. Поражение ядовитыми колючками Sebastes чаще всего наблюдаются при ручной разделке улова. Нередко в рану вместе с ядовитой слизью попадает вторичная инфекция. В этом случае отравление может протекать в более тяжелой форме.

В последнее время югославские ученые приготовили сыворотку .против яда скорпен и дракончика, обитающих в Адриатическом море. Антисыворотки давали хороший защитный эффект только против гомологичных ядов. Положительный терапевтический эффект отмечен при лечении 20 человек, пораженных скорпенами, и 4 — дракончиком.

Химический состав и механизм действия. Токсичность яда S. guttata (DL50) для мышей составляет 26 мг белка/кг, а для Р. volutans— 1,1 мг белка/кг.

Летальный фактор обоих видов рыб — нестабильный белок, вызывающий у мышей параличи, гипотензию, нарушение деятельности сердца и дыхания. Фракционированием на сефадексах G-50 и G-200 показано, что токсичность связана с белками, имеющими молекулярную массу между 50 000 и 800 000. После очистки летального фактора его DL50 при внутривенном введении составила 0.9 мг белка/кг.

ЯД ПАССИВНО-ЯДОВИТЫХ РЫБ

Подавляющее большинство видов рыб Мирового океана, вызывающих отравление человека, относится к пассивно-ядовитым. Степень их изученности значительно колеблется и определяется, в первую очередь, пищевой ценностью. С другой стороны, рыбы, не являющиеся предметом интенсивного промысла, но отличающиеся очекь высокой токсичностью, также издавна привлекали внимание

исследователей. Из последних классическим примером можно считать рыб сем. Tetraodontidae (Иглобрюхие)—Fugu, Sphaeroides, Tetraodon и др.

Тетродотоксин

Сведения о ядовитости иглобрюхов воеходят к глубокой древности (~2500 лет до н.э.). Среди европейцев одно из первых описаний дал известный мореплаватель Кук, который вместе со своими 16 товарищами отравился иглобрюхом во время второго кругосветного путешествия в 1774 г. Ведущее место в мире по отравлениям иглобрюхами (особенно фугу), несомненно, занимает Япония, где эту рыбу, несмотря на ядовитость, считают деликатесом. Начиная с 60-х годов прошлого столетия в Японии стали регистрировать случаи отравления фугу — ежегодно до 50—100 человек, причем смертность достигает 60—70% от всех пищевых отравлений. Наиболее ядовитыми у фугу являются яичники, печень, в меньшей степени кожа и кишечник. Токсичность этой рыбы имеет сезонные колебания и повышается во время нереста — с мая по июль, что указывает на связь токсина с репродуктивными органами. Тем не менее биогенез ядовитого начала изучен недостаточно. Предполагается, что предшественником ТТХ может быть высокомолекулярное соединение, в котором ТТХ связан с РНК. Токсичность яичников и печени некоторых видов фугу (F. ocellatus obscurum, F. niphobles, F. poecilonotum) такова, что достаточно 2 г ткани, чтобы вызвать смертельное отравление.

Клиника отравления. Первые симптомы отравления появляются в интервале от нескольких минут до 3 ч после приема фугу в пищу. В острых случаях смерть может наступить в течение первого часа, но обычно между 4 и 6 ч. Вначале отравленный ощущает странное покалывание и онемение языка и губ, которое может распространяться и на тело. Затем больные начинают жаловаться .на головную боль, боль в животе и руках. Походка становится шатающейся, появляется рвота, причем при ее отсутствии прогноз неблагоприятный. Вскоре после рвоты развивается атаксия, больной стремится лечь. Наблюдается ступор, афазия. Дыхание затруднено, артериальное давление обычно снижено, характерно также понижение температуры тела, развивается цианоз слизистых-и кожи. Больной впадает в коматозное состояние, и вскоре после потери сознания наступает остановка дыхания, однако сердечная деятельность еще продолжается некоторое время. К сожалению, эффективных мер помощи, кроме искусственного дыхания, до настоящего времени нет.

Химическая структура и механизм действия. В 1909 г. японский исследователь Тахара выделил активное начало из фугу и назвал его тетродотоксином. Однако только спустя 40 лет удалось получить тетродотоксин (ТТХ) в кристаллическом виде и уже в 60-е годы установить его химическую структуру. Любопытно, что, для получения 10 г ТТХ японскому ученому Тсуда (1967) при-

шлось переработать 1 т яичников фугу. ТТХ представляет собой соединение аминопергидрохиназолина с гуанидиновой группой. В 1972 г. был произведен синтез ТТХ группой японских ученых, подтвердивший правильность его структуры:

ТТХ обладает чрезвычайно высокой биологической активностью, его DL50 для мышей при внутрибрюшном введении составляет всего 10 мкг/кг. Ведущими симптомами отравления ТТХ у животных являются быстро наступающая гипотензия, угнетение дыхания, паралич скелетной мускулатуры. Падение АД происходит в результате паралича гладкой мускулатуры сосудистой стенки. Нарушение функции дыхания имеет или периферическую природу (паралич дыхательной мускулатуры), или связано с угнетающим действием ТТХ на дыхательный центр.

В основе патологического действия ТТХ лежит его способность блокировать проведение нервного импульса в возбудимых тканях (нервных и мышечных), чем и обусловлены разнообразные фармакологические эффекты токсина.

Уникальность действия ТТХ заключается в том, что он в очень низких концентрациях (10~7 моль/л) блокирует входящий натриевый ток во время развития потенциала действия. Другая его особенность заключается в том, что он действует только с наружной стороны мембраны аксона (рис. 59). На основании этих данных японские ученые Као и Нишияма (1965) высказали гипотезу, что ТТХ, гуанидиновая группа которого близка по своим размерам к диаметру гидратированного иона натрия, входит в устье натриевого канала и застревает в нем, удерживаясь остальной частью молекулы, размеры которой превышают диаметр канала. Напомним, что аналогичные данные были получены при изучении химической структуры и механизма действия сактитоксина (см. рис. 3).

Выяснение удивительных свойств ТТХ резко повысило внимание к этому веществу и стимулировало поиск его аналогов у других животных. Было выяснено, что давно известный тарихатоксин, выделенный из яиц калифорнийского тритона Taricha torosa, идентичен ТТХ. В 70-х годах ТТХ обнаружили у рыб рода Gobiodon, а затем в коже центрально-американских лягушек рода Atelopus. Имеются сведения, что макулотоксин, выделенный из слюнных желез осьминога Hapalochlaena maculosa, по своим фармакологическим и химическим свойствам близок к ТТХ. Недавно ТТХ был обнаружен в моллюсках Charonia saulinae и Babylonia japonica.

Замечательно, что виды, вырабатывающие ТТХ, как правило, чрезвычайно к нему устойчивы. Так, например, устойчивость бра- 172

хиального нерва фугу к ТТХ в 1000 раз, а седалищного нерва тритона (7. torose^ в 30 000 раз больше, чем седалищного нерва лягушки.

По механизму своего действия ТТХ весьма близок с другим небелковым нейротоксином — сакситоксином (STX), продуцируемым токсическими динофлагеллятами. Однако существуют и не-

Рис. 59. Влияние тетро- дотоксина на мембрану нервного волокна (по Хилле, 1970):

А — ионные токи перехвата Ранвье в растворе Рингера; 5— при добавлении в омы- ^вающий раствор тетродо- токсина концентрацией 3-10-7 моль/л; В — натриевая проводимость мембраны гигантского аксона при введении тетродотоксина в перфузирующую жидкость, а затем при добавлении в омывающий раствор

которые различия в их свойствах. Так, ТТХ обладает более сильным гипотензивным действием. В свою очередь STX блокирует нервную проводимость седалищного нерва тритона, устойчивого к ТТХ, хотя оба токсина не действуют на мышцы фугу. Наконец, нагревание до 100° С при pH 1 в течение 25 мин устраняет токсичность ТТХ, но не действует на STX. Эти данные имеют важное значение для дифференцировки этих близких по своим свойствам токсинов.

Применение тетродокситоксина в нейробиологии и медицине. Значение этих исследований трудно переоценить, поскольку они впервые позволили приблизиться к пониманию таких фундаментальных явлений, как селективная ионная проницаемость клеточных мембран, лежащая в основе регуляции жизненных* функций организма. В этом случае ТТХ предстает как уникальный «инструмент», подаренный природой. Используя высокоспецифическое связывание меченного тритием ТТХ, удалось подсчитать плотность натриевых каналов в мебране аксонов различных животных.

Впервые подобный подсчет был сделан Муром и соавт. в 1967 г.; они установили, что на 1 мкм2 поверхности гигантского аксона кальмара приходится 13 каналов. Впоследствии- эти данные были уточнены и плотность натриевых каналов в аксоне кальмара принимается равной 553 мкм'2, а в портняжной мышце лягушки 380 мкм-2. Другой аспект использования специфического взаимодействия ТТХ с рецептором натриевого канала связан с попыткой выделить комплекс ТТХ-рецептор для его последующего изучения.

Специфическое блокирование нервной проводимости характеризует ТТХ как мощный местный анестетик. В настоящее время в некоторых странах уже налажено производство обезболивающих препаратов на основе ТТХ, применяемых при неоперабельных формах рака, проказе. Кроме того, имеются сведения о положительном терапевтическом эффекте -препаратов ТТХ при бронхиальной астме, судорожных состояниях.

Важное практическое значение имеет разработка методов идентификации ТТХ в биологических тканях для профилактических и лечебных мероприятий. Наиболее распространенный способ обнаружения ТТХ — изучение токсичности данного образца на мышах. В последнее время применяются более точные количественные методы, например газовая хроматография. Чувствительность метода 0,4 мкг ТТХ/проба позволяет определить 83,7% токсина в содержимом желудка.

Сигуатера

Это название обычно нелетального, пищевого отравления, вызываемого рифовыми рыбами в тропической и субтропической областях. Термин сигуатера происходит от местного названия моллюска Cittarium (Livona)pica— «сигуа», впервые введенного на Кубе испанскими конкистадорами. Этим словом обозначали пищевые отравления брюхоногими моллюсками, сопровождающиеся желудочно-кишечными и неврологическими расстройствами. Позднее также стали называть отравления рыбами. .

Токсин, который ответствен за сигуатеру, называют сигуатоксином. Известный американский исследователь Холстед относит к сигуатеровым около 400 видов рыб. Он предложил для отравлений этого типа термин «ихтиосаркотоксизм». Наиболее - неприятная особенность сигуатеры заключается в том, что его может вызвать рыба, которая еще накануне была вполне съедобная. Такие спорадические вспышки особенно опасны на некоторых островах Полинезии. В настоящее время частота отравлений сигуатеровыми рыбами составляет около 800 случаев в год, однако эта цифра считается заниженной. Сигуатера зафиксирована в большинстве островных тропических районах. Здесь эта проблема имеет важное значение, так как рыба — практически основной источник животного белка в этом регионе, население которого быстро увеличивается. В настоящее время среди наиболее опасных сигуатеро- вых рыб необходимо указать следующие:

ДуТиан Lallanas bonarL. monostigmaGlabrilutanas nemato- phorusМуренаGymnothorax javanicusРыба-хи-Ctenochaetas striatusРУРГДуТиан Lallanas bonarL. monostigmaGlabrilutanas nemato- phorusМуренаGymnothorax javanicusРыба-хи-Ctenochaetas striatusРУРГБарракуда Sphyraena barracudaГрупер Epinephelus fusscgutta- tusКаранкс Caranx sexfasciatusСериола Seriola anteovitataРыба-попу- Scarus gibbus гайБарракуда Sphyraena barracudaГрупер Epinephelus fusscgutta- tusКаранкс Caranx sexfasciatusСериола Seriola anteovitataРыба-попу- Scarus gibbus гай

ДуТиан Lallanas bonar

L. monostigma

Glabrilutanas nemato- phorus

МуренаGymnothorax javanicus

Рыба-хи-Ctenochaetas striatus

РУРГ

ДуТиан Lallanas bonar

L. monostigma

Glabrilutanas nemato- phorus

МуренаGymnothorax javanicus

Рыба-хи-Ctenochaetas striatus

РУРГ

Барракуда Sphyraena barracuda

Групер Epinephelus fusscgutta- tus

Каранкс Caranx sexfasciatus

Сериола Seriola anteovitata

Рыба-попу- Scarus gibbus гай

Барракуда Sphyraena barracuda

Групер Epinephelus fusscgutta- tus

Каранкс Caranx sexfasciatus

Сериола Seriola anteovitata

Рыба-попу- Scarus gibbus гай

Клиника отравления. Признаки отравления могут развиваться через несколько часов, а могут появиться и на следующий день. Вначале ощущается покалывание и онемение языка и губ, металлический привкус и сухость' во рту, тошнота. Больной жалуется на сильные боли в животе, конечностях, суставах. Иногда на коже обнаруживается сыпь, волдыри. Очень характерным неврологическим нарушением является извращение температурной чувствительности, когда больному холодные предметы кажутся горячими ц наоборот. При тяжелых формах наблюдаются нарушение координации движений, параличи и парезы скелетной мускулатуры, кома л смерть. Все же смертность от сигуатеры сравнительно низкая. Выздоровление длительное, иногда несколько месяцев. Симптоматику отравления сигуатерой можно разделить на 4 группы: 1) желудочно-кишечные — рвота, диаррея; 2) сердечно-сосудистые— гипотензия, брадикардия; 3) неврологические — извращение чувствительности; 4) прочие — астения, артралгия. Как правило, желудочно-кишечная форма вызывается травоядными рыбами (рыба-хирург и др.), а сердечно-сосудистая — хищными (лутиан, барракуда).

Химический состав и механизм действия. Изменчивость сигуатеры чрезвычайно затрудняет ее исследование. Тем не менее профессору университета на Гавайях Шойеру вместе с сотрудниками в 1967 г. удалось выделить сигуатоксин. Наибольшее количество сигуатоксина содержится в печени, мышцах, внутренних органах, откуда он извлекается метанолом и хлороформом. Токсичность наиболее очищенного препарата из печени мурены для мышей составила 10 мкг/кг, что сравнимо с ТТХ. Сигуатоксин — липофильное вещество с молекулярной массой 1500, содержащее азотистые группы. Весьма возможно, что сигуатера вызывается более чем одним токсином, на что указывает сложность симптоматики.

Сигуатоксин стимулирует увеличение проницаемости нервных мембран для натрия как в ЦНС, так и на периферии. Антагонистами его являются ТТХ и кальций. Поэтому в качестве антидотов можно рекомендовать двухвалентные ионы (соли кальция и магния). При обработке изолированного предсердия кролика сигуатоксином наблюдается двухфазное действие: начальная брадикардия и снижение амплитуды сердечных сокращений сменяется положительным ино- и хронотропным эффектом. Первая фаза имеет холинергическую природу, на это указывает ее чувствительность к атропину. Вторая фаза связана с увеличенным высвобождением катехоламинов, так как предупреждается резерпином и гуанети- дином. Сведения об антихолинэстеразной активности сигуатоксина

носят противоречивый характер, ибо не подтвердились для высо- коочищенных препаратов. Поскольку сигуатеру вызывают ценные в промысловом отношении рыбы (рифовые окуни, груперы). важно уметь отличать ядовитых рыб от съедобных.

Для скрининга сигуатоксина используют различных животных. Кошки весьма чувствительны к токсину, однако у них часто бывает рвота при поедании недоброкачественной рыбы, что затрудняет количественную оценку. Характерной отравление у кошек сопровождается развитием через 20 ч после приема пищи паралича задних конечностей, диарреи, гиперсаливации. На третьи сутки животные погибают в условиях комы. В качестве тест-объектов используют также мангуст, но они отличаются большой индивидуальной чувствительностью. Мыши менее чувствительны к сигуатоксину, но более удобны для массовых обследований. Симптомы отравления у мышей следующие: снижение двигательной активности, диаррея, лакримация, гиперсаливация, диспноэ, паралич и смерть в интервале от 40 мин до 48 часов. Токсичность экстрактов из лутианы, мурены и других составляет для мышей при внутрибрюшинном введении 500—1000 мкг/г. Интересно, что комары Aedas aegypti также чувствительны к сигуатоксину и с их помощью можно определить ядовитость рыб. В настоящее время для оценки количества сигуатоксина в тканях подозрительных на сигуатеру рыб начинают применять высокочувствительный радиоиммунный анализ, позволяющий выявлять ядовитых рыб в 93% проб.

Происхождение сигуатеры до сих пор является предметом оживленных дискуссий и интенсивных исследований. Наиболее вероятной считается гипотеза, согласно которой токсины аккумулируются (и быть может подвергаются метаболическим превращениям) в организме рыб по пищевым цепям. Травоядные рыбы питаются водной растительностью, планктоном, содержащими токсические вещества, хищники поедают травоядных и, наконец, те и другие являются пищей человека. В самое последнее время появилось сообщение, что динофлагелляты Gambierdiscus toxicus, обитающие в районе Полинезии, продуцируют токсин, идентифицированный как сигуатоксин.

Следует отметить, что среди сигуатеровых рыб имеются виды, у которых! помимо этого токсина присутствуют и другие токсины. Так, например, из рыбы-хирурга С. striatus наряду с жирорастворимым сигуатоксином выделен водорастворимый токсин — маитотоксин (названный по местному названию этой рыбы на о. Таити). Наибольшее количество его содержится в желудке и кишечнике. Японским исследователям (Ясумото и др., 1982) удалось получить из динофлателлят G. toxicus очищенный маитотоксин, DLso которого для мышей составила всего 0,17 мкг/кг, т. е. почти в 50 раз меньше, чем для одного из самых сильных токсинов — ТТХ. Он обладает сильным действием на гладкую мускулатуру, вызывая ее сокращение в концентрациях 10~10—Ю-8 г/мл. В основе его механизма лежит усиление входа Са2* внутрь клетки через С а24--каналы. Таким образом, маитотоксин, так же как и сигуатоксин, по- 176

видимому, накапливается в организме рыб по пищевым цепям.

Другой пример связан с рыбой-попугаем S. gibbus, отравление которой вначале проходит по сигуатеровому типу, однако через 5—10 сут появляются новые угрожающие симптомы: нарушение статического и динамического равновесия, дисметрия, тремор, что- указывает на повреждение мозжечка. Болезнь в острой форме длится около недели, и требуется более месяца для полного выздоровления. Токсин, вызывающий это отравление, назвали ска- ритоксином. Удалось отделить скаритоксин от сигуатоксина элюцией из хроматографического материала хлороформом, тогда как сигуатоксин элюируется смесью хлороформ: метанол (1 : 1). После очистки токсичность скаритоксина для мышей составила 30 мкг/кг. Токсин, сходный со скаритоксином, выделен также из лутиана

G. nematophorus.

Галлюциногены

Некоторые виды кефали и султанок вызывают отравления, сопровождающиеся галлюцинациями (ихтиоаллиэйнотоксизм). Первая вспышка отравления была зарегистрирована в 1927 г. в Японии, когда несколько десятков человек отравились султанкой Upeneus arge. Больные жаловались на галлюцинации и кошмары, которые их преследовали, особенно во время сна. Полагают, что токсин локализуется в голове рыбы. Из других симптомов отмечают зуд и чувство жжения в горле сразу же после приема пищи, мышечную слабость, частичный паралич ног. Симптомы появляются через 10 мин — 2 ч и могут длиться 5—24 ч, причем отравление вызывается как сырой, так и вареной рыбой. На Гавайях в июне — августе опасны два вида кефали Mugil cephalus, Neomy- xus chaptalli и два вида султанок Mulloidichthys samoensis, Upeneus arge, вызывающие галлюцинации.

Другое сообщение о подобных отравлениях связано с так называемыми «сонными рыбами» на о. Норфлок в море Фиджи у берегов Австралии. Подозрение падает на Kyphosus vaigiensis (Girpelidae), после приема в пищу которой у людей развиваются Кошмары, галлюцинации, вскоре переходящие в длительный сон. Однако воспроизвести эти феномены в эксперименте на животных пока не удалось.

Ихтиотоксины

Наряду с рассмотренными ядовитыми рыбами по предложению Холстеда в особую группу выделяют отравления, вызываемые зрелыми половыми продуктами, тогда как другие части тела рыб вполне съедобны. Симптомы отравления ихтиотоксинами: расстройство желудочно-кишечного тракта, рвота, боли в животе, диаррея. Подобные ихтиотоксины вырабатываются в икре и молоках свыше 50 видов рыб, в числе которых можно указать Acipenser sp., Abramls brama, Barbus sp., Cyprinus carpio, Tinea tinea, Perea

fluviatilis, Stichaeus grigorjewi, Schizothorax intermedius и др.

В качестве примера можно назвать «барбусовую холеру», вспышки которой наблюдались в Европе. У нас в Средней Азии ядовитой икрой и молоками обладает маринка S. Intermedius. По данным Пигулевского (1966), яд, содержащийся в икре маринок, усачей и османов (Cyprinidae), — ципринидин — вызывает падение АД, адинамию, снижение температуры тела, паралич скелетной и дыхательной мускулатуры, а в токсических дозах остановку сердца. Химическая природа яда не известна. Сведения о химической природе ихтиотоксинов очень ограничены. Так, японским исследователям Асано и Ито (1962) удалось выделить из S. grigorjewi токсический липопротеин, названный диногунеллином (или липо- стихаерином). Разделение токсина на белковую (стихаерин) и липидную субъединицы показало, что последняя необходима для обеспечения токсического действия. По своей химической природе липидная субъединица является сложным соединением, состоящим из компонентов А и В. Компонент В представлен 2-аминосукцина- мидом, тогда как компонент А является аденозин-5-фосфор-М- -[(2- или 3-амино-3-карбамоил)]-пропионил амидом. DL50 диногу- неллина для мышей 25 мг/кг. Токсический компонент, близкий по химическому составу с диногунеллином, получен также из икры мраморника Scorpaenichtys marmoratus. Ядовита икра также у панцирников или каймановых рыб (Lepisosteidae). Из икры миссисипского панцирника Lepisosteus spatula выделено кардиоток- сическое вещество, угнетающее деятельность сердца черепахи.

Ихтиокринотоксины

В особую группу выделяют также рыб, вырабатывающих ядовитую слизь кожными железами или отдельными клетками, которую называют ихтиокринотоксинами. Как правило, эти токсины имеют горький вкус, токсичны для рыб и обладают гемолитическим действием.

В настоящее время установлена идентичность ихтиокриноток- синов в коже рыб нескольких семейств (табл. 18). Успехи в изучении их химической природы позволили выделить несколько родов каменных окуней из сем. Serranidae в новое семейство Gram- mistidae, в том числе Grammistes sexlineatus, Pogonoperca punctata, Rypticus saponaceus и некоторые другие.

Из кожи кузовка Ostracion meleagris (Ostraciontidae) выделен пахутоксин (от паху —местное название рыбы на Гавайях). Обычно для получения токсина рыбу помещают в дистиллированную воду, из которой его экстрагируют L-бутанолом. После хроматографической очистки выход пахутоксина составляет 60 мг (на взрослую рыбу). Его эмпирическая формула С2зН4бЫО4С1,’ или

СПз— (СН2) 12—CH—СН2—СО2— (СН2) — N (СН3) 3С1-

ососн2

Таблица 18. Ихтиокринотоксины некоторых рыб

Семейство

Виды

Токсин

Свойства токсина

горький

токсичность для рыб

гемолитическое действие

Tetraodontidae

Arothron

TTX (?)

—

+

—

Ostraciontidae

hispidus Ostracion

Пахутоксин

+

+

+

Grammistidae

lentiginosus Grammistes

Граммистин

+

+

+

Soleidae

sexit neat us Rypticus saponaceus Pardachirus

Пардаксин

+

+

+

Gobiidae

marmoratus jobiodon

Полипептид

+

+

+

Muraenidae

quinquestrigatus Gymnothorax

Белок

—

+

+

nudivomer

Пахутоксин обладает сильным гемолитическим и ихтиотокси- ческим действием. У рыб, пораженных этим токсином, нарушается жаберное дыхание, координация движений. Кроме того, пахутоксин вызывает снижение чувствительности щупалец анемон и медуз, а также тормозит фертилизацию яиц морского ежа. В последнее время создан синтетический пахутоксин. Из кожного секрета другого кузовка Lactophrys triqueter выделен кристаллический токсин, отличающийся от пахутоксина только отсутствием р-аце- токсигруппы.

Каменные окуни (Granimistidae) продуцируют очень большое количество слизи, смертельной для других рыб. Слизь Pogonoper- са punctata очень горького вкуса, обладает гемолитическим действием. Из нее выделены полипептидные токсины, названные грам- мистинами Аь А2, В и С. Граммистины обладают антибиотическим и цитолитическим действием. Токсины продуцируются специальными слизистыми клетками кожи. Молекулярная масса грамми- стинов Ai, А2, В и С соответственно 3400, 3420, 4450 и 3940. Другой гемолитический токсин риптицин выделен из слизи Rypticus saponaceus. Его молекулярная масса 2700. Он характеризуется большим содержанием гидрофобных аминокислот. В молекулу граммистинов и риптицина кроме полипептидного компонента входит третичное или четвертичное азотистое основание. В воде, содержащей слизь каменных окуней, гуппи могут погибнуть в течение нескольких минут. Внутрибрюшинное введение риптицина мышам вызывает паралич конечностей, затруднение дыхания и смерть, через 24—48 ч. Если кошкам скормить экстракт слизи каменного окуня, у них развиваются симптомы отравления, сходные с сигуатерой: диаррея, атаксия, рвота, гиперсаливация, паралич конечностей, кома, смерть может наступить через 5 сут. Рептицин обладает также гипотензивным действием.

Гемолитические токсины, сходные по химическим и биологическим свойствам с граммистином, выделены из бычков Gobiodon sp. (Gobiidae) и ежовых уточек Diademichthys lineatus (Gobiesocidae).

У Pardachirus marmoratus (Soleidae) секретируется млечный секрет, летальный для небольших рыб и морских ежей. Секретирующие железы расположены у основания дорзального и анального плавников, их общее количество может достигать 100—200: Из секрета выделен токсин белковой природы — пардаксин— с молекулярной массой 15 000, содержащий 4 дисульфидные связи и обладающий гемолитическим действием. DL50 пардаксина для мышей при внутрибрюшинном введении составляет 24,6 мг/кг., При введении наркотизированным крысам пардаксина в дозе 0,5 мг/кг наблюдается сильный гипотензивный эффект. Возможно, что его гипотензивное действие связано со способностью усиливать высвобождение ацетилхолина из постганглионарных нервных окончаний. В концентрации 7-10-5 моль/л токсин вызывает увеличение эстеразной активности мембранной фракции, полученной из жабер рыб и ракообразных.

Интересно, что в низкомолекулярной фракции секрета кожных желез найден также фактор, нейтрализующий гемолитическое и ихтиотоксическое действие пардаксина. Этот же фактор угнетает токсическое действие мелиттина — основного цитолитического полипептида пчелиного яда — и снижает гемолитическое действие ядов змей и скорпионов.

Давно замечено, что мурены Gymnoihorax nudivomer (Muraeni- dae) производят много кожной слизи, которая при попадании на руки вызывает боль. Фармакологический анализ слизи показал, что она детальна для мышей, обладает гемолитическим действием, причем активные начала слизи имеют белковую природу. Гемолизин, выделенный из слизи, очень нестоек, и его активность быстро падает даже при лиофилизации. Молекулярная масса гемолизина ~ 100000, и он чувствителен к трипсину. В коже мурены обнаружены специальные клетки, секретирующие токсическую слизь.

Ихтиохемотоксины

Токсины, содержащиеся в сыворотке крови некоторых рыб, принято называть ихтиохемотоксинами. Отравление наступает, как правило, при приеме с пищей больших количеств свежей крови этих рыб. В эксперименте введение животным даже небольших количеств крови ядовитых рыб вызывает быструю смерть. К ядовитым относятся морской угорь Conger conger, мурена Мигаепа Helena, пресноводный угорь Anguilla vulgaris. Симптомы отравления: диаррея (причем стул часто с кровью), рвота, саливация, цианоз, нерегулярный 'пульс, парестезия, параличи, дыхательные расстройства, в тяжелых случаях смерть. Летальный фактор можно осадить из сыворотки сульфатом аммония с последующей экс- 180

фракцией эталоном. Белковая природа ихтиохемотоксинов доказывается их чувствительностью к протеазам.

Другие токсины. Сильные нейротоксины обнаружены у большеголова атлантического Hoplosthetus atlanticus — гоплостатин и кубохвоста Tetrogonurus cuveri —куботоксин. По мнению Гурина И Ажгихина, гоплостатин хотя и близок по своим химическим характеристикам к ТТХ и макулотоксину, не исключено, что его молекула претерпевает в организме большеголова метаболические Превращения, что приводит к образованию нового токсина.

Очень опасны отравления, вызываемые некоторыми сельдевыми рыбами и анчоусами (клупеотоксизм). Первые признаки отравления появляются уже во время еды — резкий металлический привкус во рту. Затем быстро развиваются диаррея, рвота, недомогание. Артериальное давление падает, кожные и слизистые покровы бледнеют, больной впадает в кому, за которой следует смерть. В некоторых очень тяжелых случаях смерть может наступить через 15 мин после приема пищи. Смертность при отравлении Clupanodon thrissa, Engraulis sp. и других может достигать 42%. К сожалению, ни механизм действия, ни химизм яда не известны.

Среди других промысловых рыб, часто вызывающих отравление, следует назвать тунца. Токсичными могут быть как мясо, так и икра. Отравленные испытывают общее недомогание, головокружение, покраснение лица и шеи, ощущение жара в теле, затем могут появиться отеки, тахикардия. Все эти симптомы указывают на аллергическую природу отравления. И действительно, оказалось, что мясо тунца богато аминокислотой гистидином, которая путем декарбоксилирования (возможно, бактериальной декарбоксилазой) превращается в физиологически активный амин гистамин, вызывающий аллергические реакции. По данным газовой хроматографии, в мясе таких рыб может содержаться до 335 мг гистамина на 100 г мяса, что превышает обычные цифры почти в 100 раз. Кроме того, в ядовитых особях тунцов могут содержаться такие токсические вещества, как путресцин, кадаверин, спермидин.

ЯД КРУГЛОРОТЫХ (CYCLOSTOMATA)

Этот класс объединяет немногочисленных в настоящее время (около 40 видов), примитивных и наиболее древних из современных позвоночных животных, имеющих угреобразную или червеобразную форму тела (рис. 60). Круглоротые подразделяются на два подкласса (принимаемые некоторыми систематиками за самостоятельные классы — к чему есть достаточно оснований): миноги Petromyzones с одним отрядом Petromyzoniformes и миксины Му- xini также с одним отрядом Myxiniformes.

Для всех круглоротых характерно отсутствие челюстей, в связи с чем их относят к особому разделу бесчелюстных позвоночных Agnatha и расположение ротового отверстия на дне предротовой присасывательной воронки округлой формы. В коже у круглоротых содержится большое количество одноклеточных желез, выде-

ляющих слизь, имеющую защитное значение. Особенно сильно они развиты у миксин, у которых имеются, кроме того, специальные многоклеточные слизеотделительные железы, расположенные снизу по бокам всего тела (рис. 61).

Рис. 60. Минога Petromyzon marinus (по Физали, 1922)

Миксины являются исключительно морскими обитателями, придерживающимися, как правило, неглубоких участков морей в умеренных и субтропических поясах северного и южного полушарий. Они очень чувствительны к солености воды и при снижении ее ниже 25% погибают. Миксины ведут паразитический сбраз жизни, нападая на различных рыб, в том числе и хозяйственно ценных, чем наносят местами существенный вред рыболовству. Некоторые их виды употребляются в пищу после тщательной очистки тела от слизи, которая может вызвать отравление. У пиявкоротых миксин

Рис. 61. Слизистые железы миксины Myxine glutinosa /по Холстеду, 1970):

Л — продольный срез эпидермиса; / —слизистый слой; 2 — трихогенные клетки; 3 — неидентифицированные клетки; 4 — большие слизистые клетки; 5 — малые слизистые клетки; Б — срез через слизистую железу, расположенную в каудальной части миксины; / — экскреторный проток; 2— соединительная ткань; 3— слизистые клетки (темные) и трихогенные (светлые); 4 — эпидермис

(Eptatretus), например Е. stoutii, обитающей у берегов Северной Америки от Аляски до Калифорнии, обнаружен мощный кардиостимулирующий агент — эптатетрин. Он довольно неустойчив и легко инактивируется при нагревании, изменении pH и др. Эпта- тетрин способен нормализовать биохимические процессы в миокар-

де в условиях экспериментальной ишемии, предотвращая развитие шокового состояния. Все это дает основание считать это соединение перспективным для использования в терапии сердечнососудистых заболеваний. Отметим, что сами пиявкороты очень удобны как источник сырья. Они неприхотливы, легко переносят длительное отсутствие воды, могут подолгу голодать.

Миноги так же, как и миксины, встречаются преимущественно в северном полушарии, населяя при этом лишь умеренную зону. В отличие от миксин среди них есть морские (проходные) и пресноводные формы, так как размножаются они в пресной воде, проходя стадию личинки, называемую пескоройкой. По характеру питания эта группа также более разнообразна — наряду с типичными паразитическими видами есть и непаразитические, питающиеся детритом, водорослями и т. д. Некоторые миноги во взрослом состоянии вообще не питаются.

Миноги употребляются в пищу, а некоторые из них (например, речная минога Lampetra fluviatilis) являются ценными промысловыми видами. Мясо их обладает высокими питательными и вкусовыми качествами. Однако в литературе описаны случаи отравления миногами, что связывают с токсическим действием секрета кожных желез. Кроме того, их кровь обладает ядовитыми свойствами. В эксперименте введение свежей сыворотки крови миноги мышам (0,3—0,4 мл) вызывало у них отравление. Наблюдалась потеря чувствительности, парезы, нарушение координации движений. In vitro кровь миноги характеризуется слабым гемолитическим действием.

Другой аспект ядовитости миног связан с так называемыми буккальными железами, которые иногда принимают за слюнные. Оказалось, что эти железы секретируют антикоагулирующее вещество, которое облегчает питание паразитических форм кровью жертвы. Изучение этого вещества показало, что оно способно удлинять время свертывания крови не только рыб, но и человека. Кроме антикоагулянтных свойств вещество обладает и гемолитическим действием. Гистологическое исследование буккальных желез выявило, что они по своему строению напоминают ядовитые железы змей. Таким образом, наличие буккальных желез у миног является хорошей иллюстрацией адаптации к особенностям их биологии.

* *

*

Подведем некоторые итоги рассмотрению ядовитых рыб и круглоротых. Прежде всего обращает на себя внимание тот факт, что несмотря на большое разнообразие форм ядовитости у этих животных, все они имеют четко выраженную защитную направленность. У ядовитых колючеперых рыб (Trachinidae, Scorpaenoidae, Batrachoididae), вооруженных ранящим аппаратом в виде колючек и шипов, последние, в силу своего анатомического расположения, не могут использоваться для нападения и выполняют лишь защитную функцию. Исключение могли бы составить скаты, под-

вижный хвост которых вооружен ядовитым шипом. Однако особенности биологии скатов и многочисленные наблюдения также указывают на защитное назначение ядовитого аппарата. Здесь же следует упомянуть о буккальных железах миног, питающихся кровью своих жертв. Это, видимо, единственный пример связи ядовитого органа с ротовым аппаратом, не имеющим своего аналога среди рыб.

Большой интерес представляет вопрос об эволюции ядовитых аппаратов у рыб и рыбообразных. Некоторые авторы (Пигулев- ский, 1966) считают, что вначале защитный аппарат формировался на основе колючек, к которым позднее присоединились ядовитые железы, происхождение которых можно вести от слизистых желез кожи. Защитные функции слизистых кожных желез хорошо известны у разных групп животных: черви, моллюски, круглоротые, рыбы, амфибии. Как правило, у гидробионтов и амфибий кожные железы защищают организм не только от хищников, но и от заселения его микроорганизмами. Рассмотренные примеры можно условно отнести к средствам «индивидуальной химической защиты».

Другой тип защиты — надорганизменный, популяционный — связан с локализацией токсинов преимущественно во внутренних органах, так как в этом случае ценой гибели отдельной особи повышаются шансы сохранения популяции в целом. Видимо, не случайно концентрации токсинов таких рыб максимальны в период нереста, что также можно трактовать как адаптацию, направленную на поддержание численности популяции. Примером тому могут служить яды Tetraodontidae, Cyprinidae и других рыб с ядовитыми половыми продуктами. Если биологическая целесообразность этого явления поддается логическому объяснению, то молекулярные механизмы поразительной устойчивости ядообразующих животных к своему яду (например, фугу к тетродотоксину) не раскрыты. Между тем сравнительный анализ действия селективных ядов на чувствительные и устойчивые к ним биосистемы — один из путей к расшифровке интимных сторон их молекулярной организации.

Несколько замечаний о ядовитости ценных в пищевом отношении рыб. Вопрос этот особенно актуален в связи с -наблюдаемым демографическим «взрывом» и все более ощутимом дефиците источников пищевого белка. Поэтому методы профилактики си- гуатеры, а также отравлений тунцами, сельдевыми, осетровыми, лососевыми и другими видами съедобных рыб приобретают особую значимость. Для решения этих вопросов большую роль игра- Ют исследования биологии и экологии потенциально ядовитых рыб, токсичность которых часто носит вторичный характер в результате инфицирования динофлагеллятами (сигуатеровые рыбы) или микроорганизмами (осетровые и др.). Кроме того, необходимо развивать и совершенствовать быстрые и эффективные методы инструментального скриннинга (например, радиоиммунный анализ) для выявления ядовитых рыб.

Глава I ЯДОВИТЫЕ

-|-| АМФИБИИ (AMPHIBIA)

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Отделившись от кистеперых рыб в среднедевонское время (около 320 млн. лет назад), амфибии до сих пор носят в себе черты строения, свойственные водным и наземным позвоночным, что соответствует их адаптации к жизни на грани двух сред: водной и воздушно-наземной. Большую роль в водном обмене играет кожа, через нее же частично выделяются продукты обмена. Голая кожа амфибий всегда увлажнена из-за выделения секрета многочисленных кожных желез и испарения через нее воды. Это имеет значение и для дыхания земноводных, так как кожа у них является дополнительным органом дыхания.

Пережив эпоху своего расцвета в каменноугольном и пермском периодах, амфибии представлены в современной фауне немногим более 3 тыс. видов, которые объединяются в три отряда: хвостатые— Caudata, безногие — Apoda, бесхвостые — Anura.

Среди земноводных нет вооруженных активно-ядовитых животных, обладающих специальным аппаратом для введения яда в тело жертвы или врага. Слюнные железы амфибий выделяют секрет, вообще лишенный пищеварительных ферментов. Но в связи со специфической функцией кожи как органа дыхания, у многих амфибий сильное развитие получили кожные железы, секрет которых обладает у Caudata и Anura в ряде случаев сильным токсическим- действием. Кроме того, секрет кожных желез обладает антимикробным действием и защищает влажную кожу амфибий от заселения микроорганизмами.

Отряд Caudata. Среди хвостатых земноводных наиболее изучен яд некоторых саламандр Salamandridae. К этому семейству относят около 40 видов, распространенных в Евразии, Северной Африке и Северной Америке. Огненная, или пятнистая, саламандра Salamandra salamandra (рис. 62, А), обитающая в странах Средиземноморья, у нас встречается в предгорных и горных лесах Карпат, где держится в увлажненных местах, чаще по берегам ручьев и речек. Общая длина ее не превышает 30 см, а окраска состоит из сочетания блестяще-черного фона с ярко-желтыми или оранжевыми пятнами, размер и форма которых весьма изменчивы. Такой характер окраски относят к апосематическому (предостерегающе-

му) типу. И действительно, по бокам головы этого животного располагаются паротидные (надлопаточные) железы, выделяющие токсический секрет.

Из других ядовитых представителей данного семейства заслуживает упоминания еще один представитель — калифорнийский тритон — Taricha torosa (рис. 62,5), встречающийся в лесах у тихоокеанского побережья Северной Америки.

Рис. 62. Хвостатые амфибии:

.4 — саламандра (Salamandra salamandra) (по Физали, 1922); Б — тритон (Taricha torosa) (по А. Г. Банникову, 1969)

серая, жаба Bufo bufo (рис. 63, Г)серая, жаба Bufo bufo (рис. 63, Г)Рис. 63. Бесхвостые амфибии:Рис. 63. Бесхвостые амфибии:^)?T-^^^~а ^^ ЫТпЛн’залп, 1922)'^)?T-^^^~а ^^ ЫТпЛн’залп, 1922)'Отряд Anura. Из представителей отряда бесхвостых наиболее изучен яд некоторых жаб — сем. Bufonidae и лягушек сем. Dendro- batidae. Обыкновенная, или "

серая, жаба Bufo bufo (рис. 63, Г)

серая, жаба Bufo bufo (рис. 63, Г)

Рис. 63. Бесхвостые амфибии:

Рис. 63. Бесхвостые амфибии:

^)?T-^^^~а ^^ ЫТпЛн’

залп, 1922)'

^)?T-^^^~а ^^ ЫТпЛн’

залп, 1922)'

встречается в северо-западной Африке и на значительной территории Евразии, вплоть до 65° с. ш., а на восток — до Кореи и Японии. Предпочитает различные леса, хотя обитает и в степной зоне. Обыкновенная жаба — самая крупная из жаб нашей фауны (ее

длина до 20 см), окрашена сверху в бурый цвет, снизу — в гряз

но-белый (окраска, впрочем, весьма изменчива в разных частях

ореала).

Рис. 64. Ядовитая железа жабы Bufo bufo (по Захарову, 1960):Рис. 64. Ядовитая железа жабы Bufo bufo (по Захарову, 1960):Ядовитый аппарат. Кожные железы жабы -имеют типичное для всех амфибии альвеолярное строение (рис. 64). Каждая надлопаточная железа состоит из 20-^50 простых альвеолярных долек. Альвеолы имеют свой выводной проток, выходящий на поверхность кожи. Он обычно закрыт пробкой, состоящей из эпителиальных клеток. Сформировавшиеся железы содержат до 70 мг ядовитого секрета. Мелкие кожные железы в отличие от надлопаточных ядовитых желез имеют открытые выводные протоки. По мнению В. И. Захарова, секрет малых желез, свободно изливающийся наружу, играет роль отпугивающего средства, а секрет надлопаточных в основном оказывает отравляющее действие. При сдавливании железы ядовитый секрет выталкивает эпителиальную пробку и попадает в рот и глотку хищника, в результате чего может наступить общее

Рис. 64. Ядовитая железа жабы Bufo bufo (по Захарову, 1960):

Рис. 64. Ядовитая железа жабы Bufo bufo (по Захарову, 1960):

Отравление./ — слизистая пробка; 2 —

Среди других ЯДОВИТЫХ бесхвостых ам- эпидермис; 3 — железистая фибий заслуживают внимание распростра-клетка

ненные в Центральной и Южной Америке лягушки — дендробати- ды: древолазы Dentrobates, листолазы Phyllobates, ателопы Ate-

lopus (см. рис. 63).

ЯД БЕСХВОСТЫХ АМФИБИЙ (ANURA)

Фармакологически активные компоненты яда бесхвостых амфибий представлены биогенными аминами и их дериватами, физиологически активными пептидами (бради- и тахикинины, опиоидные пептиды), гемолитическими белками, нейротоксическими алкалоидами (лягушки) и кардиотропными стероидами.

Представляет интерес биологическое значение этих токсинов для амфибий. Так, для листолазов (Phyllobates) наблюдается корреляция между яркой отпугивающей окраской лягушек и содержанием в их коже токсинов. В то же время близко родственные лягушки рода Colostethus, обладающие монотонной окраской, лишены токсических свойств. С другой стороны, у панамской лягушки Dendrobates pumilio окраска которой колеблется от темноголубой до красной, также найдены токсические алкалоиды.

Содержание серотонина в коже лягушек зависит от их местообитания. Так, у лягушек, ведущих полусухопутный образ жизни, содержание этого биогенного амина выше, чем у водных форм, что может иметь защитное значение.

Жабы рода Bufo, имеющие монотонную окраску, являются сухопутными животными и обладают паротидами, которые могут выбрызгивать свое содержимое при надавливании. У жаб фарма-

кологически активные вещества паротид включают кардиотонические буфодиенолиды, различные 5-гидроксииндольные производные и адреналин. Очевидно, такая смесь физиологически активных веществ хорошо защищает жаб от хищников.

Обильный секрет ярко окрашенной европейской жерлянки Bombina также хорошо защищает ее от таких природных врагов, как змеи. Эксперименты с лягушками-дендробатидами показали, что питающиеся амфибиями змеи, такие, как Rhadinaea, сразу же отказываются от лягушки и активно пытаются очистить свою пасть.

Биогенные амины

Этот класс веществ встречается у многих амфибий. Содержание аминов иногда доходит до 100 мг/г кожи, а их качественный состав может быть основой для химической таксономии амфибий. Наиболее типичными являются серотонин и его N-метильные дериваты: N-метилсеротонин, буфотенин и буфотенидин. Этот тип соединений найден у квакш Hyla, свистунов Leptodactylus, лягушек Rana, жаб Bufo, причем у L. pentadactilus и Н. pearsoniana уровень 5-гидроксииндолэтиламинов может достигать 1—10 мг/г кожи. Эти соединения найдены также и у других амфибий: Rhinoderma, Odontophrynus, Discoglossus, ВотЫпа, Xenopus, Pleurodema и др. У жаб наблюдается широкий спектр этих аминов — дегидробуфотенин, его сернокислый эфир буфотионин и др. Галлюциноген б-метокси-N, N-диметилтриптамин (буфотенин) содержится в большом количестве в яде Bufo alvarius. Фенольный четвертичный амин — лептодактилин, найден у бесхвостых амфибий Pleurodema, Leptodactylus:

лептодактилинлептодактилин

лептодактилин

лептодактилин

У L. occelatus в коже содержится до 9 мг/г лептодактилина. В кожном секрете жаб найдены адреналин, в меньшем количестве— норадреналин и дофамин. Гистамин, N-метилгистамин, N-ацетилгистамин и М-диметилгистамин обнаружены у Leptodactylus и Hyla.

Пептиды и белки

Большая группа фармакологически активных пептидов, в том числе брадикинин, физалемин, церулеин и др., найдены в коже различных лягушек. Некоторые из них в отличие от брадикинина вызывают быстрое сокращение внесосудистой мускулатуры и получили название тахикининов.

Брадикинин Ранаки- нин R филло- кинин Бомби- наки- нин ОБрадикинин Ранаки- нин R филло- кинин Бомби- наки- нин ОФилломедуз ин Физалемин Уперолеин Бомбе- зинФилломедуз ин Физалемин Уперолеин Бомбе- зинДер морфинДер морфинФизиологически активные пептиды из кожи амфибий

Брадикинин Ранаки- нин R филло- кинин Бомби- наки- нин О

Брадикинин Ранаки- нин R филло- кинин Бомби- наки- нин О

Филломедуз ин Физалемин Уперолеин Бомбе- зин

Филломедуз ин Физалемин Уперолеин Бомбе- зин

Дер морфин

Дер морфин

Брадикинины Арг-Про-Про-Гли-Фен-Сер-Про-Фен-Арг Арг-Про-Про-Гли-Фен-Тре-Про-Фен-Арг-Иле-Ала-Про-Глу-Иле-Вал Арг-Про-Про-Гли-Фен-Сер-Про-Фен-Арг-Иле-Тир (SO3H) Арг-Про-Про-Тли-Гли-Фен-Сер-Про-Фен-Арг-Гли-Лиз-Фен-Гис

Тахикинины

Пироглу-Асн-Про-Асн-Арг-Фен-Иле-Гли-Лей-Мет — NHz Пироглу-Ала-Асп-Про-Асн-Лиз-Фен-Тир-Гли-Лей-Мет — NHz Пироглу-Про-Асп-Про-Асн-Ала-Фен-Тир-Гли-Лей-Мет — NHz

Пироглу-Глн-Арг-Лей-Гли-Асн-Глн-Трп-Ала-Вал-Гли-Гис-Лей-Мет — NHz

Опиоидные пептиды

Тир-В-Ала-Фен-Гли-Тир-Про-Сер — NHz

С другой стороны, тахикинины, подобно брадикинину, вызывают вазодилатацию и падение АД. Они в отличие от брадикинина устойчивы к энзиматическому разрушению в малом круге кровообращения, с чем также связывают их гипотензивное действие.

Физалемин был впервые обнаружен у Physalaemus juscomacu^ iatus, а затем у Р. centralis. Он вызывает сильную вазодилатацию и длительную гипотензию. Другой особенностью физалемина является выраженное деполяризующее действие на мотонейроны кошки. Этот эффект у него в 500 раз сильнее, чем у эквимолярного раствора глутаминовой кислоты, которая известна как возбуждающий медиатор в ЦНС. Физалеминоподобные пептиды найдены также .у Physalaemus slant, Phyllomedusa rohdei и у других видов филломедуз.

Тахикинин под названием уперолеин обнаружен у Uperoleia rugosa, U. marmorata. Брадикинин и его аналоги обнаружены у Rana esculenta и других Rana. Церулеин был впервые выделен из кожи австралийской белой квакши Hyla coerulea, а затем его аналоги были найдены у большинства видов Hyla и некоторых видах Leptodactylus и Phyllomedusa. Церулеин — гипотензивный агент, он также стимулирует гладкую мускулатуру и, кроме того, усиливает секрецию желудка и поджелудочной железы. Из кожи жерлянок Bombina bombina, В. variegata выделен физиологически активный пептид бомбезин, оказывающий сильное влияние на секрецию желудочного сока и желчевыделение. Любопытно, что

впоследствии бомбезин был обнаружен и в мозге млекопитающих, где основная функция пептида также заключается в регуляции функций желудка.

В последнее время из кожи Phyllomedusa sauvagei выделен новый класс сильных- опиоидных пептидов — дерморфины. Анальгетическая активность дерморфина в 11 раз больше, чем у морфина (рис. 65), а также превышает специфическую активность лей-энке-

Ю0\1

1 ^2,5'^’55,3

Доза, мкмоль! кг

Рис. 65. Сравнение аналгезирующей активности дерморфина из кожных желез Phyllomedusa sauvagei (1) и морфина (2) при внутривенном введении мышам, оцениваемой по тесту «горячей пластинки» (по Броккардо и соавт., 1981)

Фалина и мет-энкефалина. Два последних пептида относятся к эндогенным опиатоподобным пептидам, обнаруженным в организме человека и животных. Уникальной особенностью дерморфина является присутствие в нем аминокислоты аланина в виде правовращающего D-изомера. Это один из немногих примеров включения D-аминокислоты в природную полипептидную цепь, причем замена ее на левовращающий изомер (L-аланин) ведет к потере активности. В коже бесхвостых амфибий (ВотЫпа) содержатся также белки, обладающие гемолитическим действием. Гемолитический белок из кожных желез жерлянок Bomblna имеет молекулярную массу ~ 87 000 и, видимо, состоит из двух субъединиц с молекулярной массой ~ 42 000. Есть сведения, что в белковой фракции яда жерлянок обнаружена амилазная, фосфатазная ли- зоцимподобная и протеолитическая активность, что расширяет имеющиеся представления о наборе физиологически активных веществ в кожных железах амфибий.

Нейротоксические алкалоиды яда лягушек (Dendrobatidae)

Батрахотоксин. Систематическое изучение ядовитых неотропи- ческих лягушек началось в 1869 г., но только спустя почти 100 лет Виткоп и его сотр. (1962) сообщили о выделении в чистом виде 1S0

токсина, получившего название батрахотоксина (ВТХ). Впервые ВТХ был выделен из кожных желез колумбийской лягушки Phyllo- bates aurotaenia. Он является эфиром батрахотоксинина А (деривата стероида прегнина) с 2,4-диметилпиролл-З-карбоновой кислотой:

ВТХ стойко и необратимо повышает проницаемость покоящейся мембраны для ионов натрия. Это повышение натриевой проницаемости связано с появлением модифицированных каналов, которые характеризуются отсутствием инактивации во время деполяризации мембраны. Кроме того, модифицированные каналы практически полностью открыты при потенциале покоя для интактного волокна. Действие ВТХ связывают с модификацией свойств «воротного механизма», регулирующего проницаемость натриевого канала. Под действием ВТХ в модифицированных каналах блокируется 'работа инактивационных ворот. Изменяется также режим работы и активационные ворот, которые остаются открытыми при значениях потенциала на мембране ниже —70 мВ, когда интактные каналы находятся в закрытом состоянии. В настоящее время ВТХ — один из самых мощных «инструментов» в изучении функции натриевых каналов возбудимых мембран (Б. И. Ходоров, 1975).

При системно4м введении ВТХ обладает сильным кардиотокси- ческим действием, вызывая экстрасистолии, желудочковую фибрилляцию и смерть. На изолированных нервно-мышечных препаратах характерным эффектом ВТХ является начальное увеличение частоты миниатюрных ПКП (с 6—8 до 600 с-1) с последующим блоком синаптической передачи. Это действие ВТХ температурозависимое и ускоряется в 2 раза при повышении температуры от 28 до 37° С. Одновременно наблюдается деполяризация мышечной мембраны, обусловленная увеличением ее На+-пронпцаемости (рис. 66). К особенности ВТХ относится его свойство блокировать быстрый аксональный транспорт, оцениваемое по скорости передвижения по аксону радиоактивного лейцина. Эти данные указывают на сложный характер нейротропного действия ВТХ.

В природе ВТХ содержится в коже 5 видов неотропических лягушек рода Phyllobates, обитающих на юге Центральной Америки и северо-западе Южной Америки. О биосинтезе ВТХ известно мало. Полагают, что он и примерно 100 других менее токсичных и структурно подобных алкалоидов дендробатид продуцируются

в гранулах «ядовитых» желез, имеющих морфологическое сходство у всех дендробатид. Содержание ВТХ в коже различных лягушек значительно колеблется от неопределяемых значений до 1,9 мг на лягушку. Так, в популяциях панамской Р. lugubris и коста-риканской Р. vittatus лягушек содержание ВТХ не превы-

t,MUH

Рис. 66. Влияние батрахотоксина (10~8 моль/л) из кожных желез Phyllobates aurotaenia на мембранный потенциал (/) и частоту МПКП (2) диафрагмы крысы (по Янсону и соавт., 1974)

знает 0,8 мкг. Наибольшее количество ВТХ наблюдается у Р. aurotaenia, Р. bicolor, Р. terribilis. Последняя обитает в Западной Колумбии, где этих лягушек с древнейших времен использовали как природный источник.яда для приготовления отравленных стрел и дротиков. К сожалению, эффективные антидоты против ВТХ не известны, за исключением ТТХ. Однако высокая токсичность последнего затрудняет его использование с терапевтическими целями. В коже взрослой Р. terribilis длиной менее 50 мм может содержаться до 1,9 мг ВТХ. Из 5000 лягушек Р. aur.otaenia в среднем можно получить 11 мг ВТХ. В настоящее время ВТХ синтезирован, причем его активность (DL5o ~ 1 мкг/кг не уступает природному (DL50 ~ 2 мкг/кг).

Большой интерес представляет природный иммунитет Phyllobates. Альвеолы кожных желез, очевидно, обеспечивают хранение ВТХ и предотвращают его распространение по организму. При нападении хищника даже небольшое повреждение тонкой кожи лягушки, при условии высокой концентрации токсина, может привести к аутоинтоксикации. Однако, как показали специальные ис- следования (Альбукерка и др., 1980), мышцы и нервы Phyllobates нечувствительны к действию ВТХ, тогда как ткани Rana pipiens, Dendrobates histrionicus весьма чувствительны к этому токсину. Содержание ВТХ в коже Phyllobates меняется при содержании лягушек в неволе. Так, в момент отлова среднее содержание ВТХ (в мкг) составляло 1140, через 1 год — 540, через 3 — 320 и через 6 лет — 250. Но даже эти цифры значительно выше, чем у некоторых других лягушек. Маловероятно, что ВТХ так долго (в тече- 192

яие 6 лет) просто хранится в железах. Очевидно, все же происходят его метаболические превращения (синтез и распад), но интенсивность метаболизма может быть- снижена в связи с неадекватностью условий содержания в неволе. Интересно отметить, что выведенные в неволе две особи Р. terribilis были относительно нетоксичны. Тем не менее мышцы и нервы у потомства первого поколения, так же как и ткани токсичных особей, были устойчивы к действию ВТХ. Можно предположить, что устойчивость натриевых каналов к токсину в данном случае связана с модификацией их рецепторного участка, причем эта модификация находится под генетическим контролем, а не является следствием десенситизации в результате постоянного воздействия токсина.

Гистрионикотоксины. Спиропиперидиновый алкалоидный токсин — гистрионикотоксин выделен из кожи колумбийской лягушки Dendrobates histrionicus:

и электрических органови электрических органов

и электрических органов

и электрических органов

Он сравнительно низкотоксичен и в дозе 5 мг/кг вызывает небольшое снижение двигательной активности у мышей. Гистрионикотоксин обратим, блокирует действие ацетилхолина на Н-холино-

1ецепторы скелетных мышц позвоночных

'orpedo (рис. 67). От других из-

Рис. 67. Торможение гистриони- гоксином из кожных желез Dendrobates histrionicus амплитуды потенциала концевой пластинки, вызванного иоиофорезом ацетилхолина (по Энвилу и Нарахаши, 1980)Рис. 67. Торможение гистриони- гоксином из кожных желез Dendrobates histrionicus амплитуды потенциала концевой пластинки, вызванного иоиофорезом ацетилхолина (по Энвилу и Нарахаши, 1980)вестных нейротоксинов этот токсин отличается наличием в его Молекуле ацетиленовых групп. "Изучение механизма действия гистрионикотоксина показало, что он и его аналоги высокоспецифично взаимодействуют с белковой фракцией из электрических органов Torpedo, отличных от белков, с которыми связывался ацетилхолин. Таким образом, рецептор для токсина представляет собой не сам Н-холиноре- цептор, а ионный канал субсинаптической мембраны, аллосте- рически связанный с холиноре- Цептором.

Рис. 67. Торможение гистриони- гоксином из кожных желез Dendrobates histrionicus амплитуды потенциала концевой пластинки, вызванного иоиофорезом ацетилхолина (по Энвилу и Нарахаши, 1980)

Рис. 67. Торможение гистриони- гоксином из кожных желез Dendrobates histrionicus амплитуды потенциала концевой пластинки, вызванного иоиофорезом ацетилхолина (по Энвилу и Нарахаши, 1980)

Интересные данные получены при совместном использовании гистрионикотоксина и а-бунгаротоксина, специфически блокирующего Н-холинорецептор. Оказалось, что гистрионикотоксин защищает холинорецептор от связывания с а-бунгаротоксином, но не Предотвращает блокирующего действия последнего на потенциал концевой пластины. Эти данные подтверждают .сложное строение холинорецептора, рецептивная часть которого имеет сродство к а-бунгаротоксину, тогда как структуры, обеспечивающие ионную проводимость, связываются с гистрионикотоксином.

Гефиротоксин. Другой алкалоид, выделенный из дендробатид,— гефиротоксин в отличие от гистрионикотоксина не действует на

сн2—сн2—онсн2—сн2—оннервно-мышечную передачу в скелетных мышцах, но в дозах 5—10 мкмоль/л блокирует М-холино-

сн2—сн2—он

сн2—сн2—он

рецепторы гладкой мускулатуры.

пумилиотоксю) Спумилиотоксю) СПумилиотоксины. Из Dendrobates pumilio и D. auratus тонкослойной хроматографией выделены три токсических алкалоида: пумилиотоксины А, В и С. Эмпирическая формула пумилиотоксина A C19H33NO2, пумилиотоксина В C19H33NO3, пумилиотоксина С C13H25N. Содержание пумилиотоксинов А и В в коже лягушек достигает 50—500 мкг. Токсины вызывают нарушение координации, увеличение тонуса экстензоров конечностей, развитие клонических

пумилиотоксю) С

пумилиотоксю) С

сокращений скелетной и дыхательной мускулатуры и смерть. По сравнению с пумилиотоксинами А и В (MLD 2,5 мг/кг и 1,5 мг/кг соответственно) пумилиотоксин С обладает

наименьшей токсичностью (MLD 20 мг/кг). На изолированном препарате кишки крысы пумилиотоксин В вызывает ритмические сокращения, блокируемые ТТХ, что указывает на увеличение Na+- проницаемости под действием этого токсина. Кроме того, пумилиотоксин В обратимо стимулирует деятельность изолированного сердца и усиливает нервно-мышечную передачу. Его эффекты легко устраняются отмыванием препарата. Механизм действия пуми- лиотоксинов А и В связан с облегчением перехода Са2+ через клеточные мембраны и усилением сопряжения процесса возбуждения с сокращением мышц и секрецией медиаторов.

В последнее время описан новый вид D. bombetes, обитающий в Западных Андах (Колумбия), кожа которых также содержит пумилиотоксины. Представляет интерес сравнить токсичность различных стероидных алкалоидов из кожи амфибий. Так, DL50, мкг/кг, для мышей при подкожном введении составляет для: бат- рахотоксина — 2; гомобатрахотоксина — 3; самандарина — 300; батрахотоксинина А— 1000; пумилиотоксина А— 1500; пумилиотоксина В — 2500.

Чирикитоксин и другие токсины. Из кожи и яиц беременных лягушек Atelopus выделены ТТХ и его природный аналог чирикитоксин с молекулярной массой 392. ТТХ обнаружен у Atelopus yarius, тогда как чирикитоксин — у A. chiriquiensis. От ТТХ чирикитоксин отличается наличием неиндентифицированного радикала с молекулярной массой ~ 104 вместо группировки — СН2ОН в положении С6.

На изолированных волокнах портняжной мышцы лягушки чирикитоксин конкурирует в эквимолярных концентрациях с ТТХ за участки связывания в Ыа+-каналах. В отличие от ТТХ он блокирует и калиевые каналы возбудимой мембраны. Именно это его свойство позволило, исходя из известной структуры ТТХ и его аналогов, заключить, что калиевые каналы могут находиться в 6,5—1,5 нм от натриевых каналов. Если гипотеза об одновременном блокировании чирикитоксином Na+- и К+-каналов верна, то придется отказаться от прежних представлений о блокировании гуанидиновой группировкой ТТХ и STX (см. гл. 2 и 10) Ма+-кана- ,ла. В этом случае неиндентифицированный радикал чирикиток- сина «не достал» бы К+-канала. Согласно новой модели Као, молекулы ТТХ, STX и чирикитоксина закрывают устья Ыа+-каналов не в виде «пробки», а ложатся на них как «крышки».

Интересно, что в яйцах ателопуса тетродотоксин и чирикитоксин находятся в связанной форме и не экстрагируются водой из гомогената яиц, но извлекаются 3%-ной уксусной кислотой. Вполне возможно, что присутствие ТТХ и его аналогов в организме в водонерастворимой форме в какой-то мере обеспечивает устойчивость лягушек Atelopus к высоким содержаниям токсина в их организме.

Из кожи панамских лягушек Atelopus zeteki удалось выделить новые токсины цетекитоксины (или ателопидотоксины). Цетеки- токсины отличны по своему химическому строению от ТТХ и чирикитоксина, но детально не изучены. Их токсичность довольно высока: 11—80 мкг/кг для мышей при внутрибрюшинном введении. Цетекитоксины обладают гипотензивным действием, которое не связано с ганглиоблокирующей активностью.

Кардиотоксические стероиды яда жаб (Bufonidae)

Наиболее изучен секрет надлопаточных желез амфибий, относящихся к роду Bufo (жабы). Свежеполученный яд жаб представляет собой вязкую жидкость белого цвета. При высыхании на воздухе он превращается в тонкие пластинки желтовато-коричневого цвета и сохраняет физиологическую активность в течение многих лет. Токсичность яда жаб по сравнению с другими амфибиями низка. Тем не менее в литературе описаны случаи смертельных отравлений этим ядом человека, например в Аргентине, где кожа жаб использовалась для уменьшения зубной боли. Чаще имеет место отравление животных, особенно собак, неосторожно

хватающих жаб. У отравленных собак наблюдается обильное выделение слюны, тахикардия, аритмия, отек легких, судороги и смерть. Жабий яд получают выдавливанием из паротид. Выбрызгивающийся секрет собирают на стеклянную пластинку, высушивают, а затем счищают. Выдавливание производят либо пинцетом с мягкими браншами, либо прокатывая пластинку по спине жабы.

В восточной медицине жабий яд издавна применялся с лечебными целями при геморрагиях, язвах, как мочегонное при водянке. Высушенный яд китайской жабы в виде круглых, гладких, темно-коричневых чешуек до сих пор применяется в Китае и Японии под названием «Чан’су» (Сен’со) как лекарственное средство.

Химический состав и механизм действия. Физиологически активные вещества яда жаб по своей химической природе могут быть отнесены к нескольким группам соединений (табл. 19).

Таблица 19. Химический состав ядов жаб (по Орлову и Крылову, 1978)

Жабий яд

Амины

Стероиды

катехоламины

производные индола

кардиотонические вещества

стерины

Адреналин

Серотонин Триптамин

Буфотенины

Буфогенины (свободные генины)

Буфотокси- ны (связанные генины)

Холестерин Эргостерин Ситостерин и др.

Буфотенин Буфотенидин Буфотионин и др.

Буфадиено- лиды

Буфалин Буфоталин

Гамабуфо- талии Цинобуфа- гин и др.

Карде- нолиды

Олеапд- ригенин и др.

Буфотокснн Гамабуфо- токсин Цинобуфо- токсин и др.

Первая из них — производные индола (триптамин, серотонин, буфотенин). Буфотенин представляет собой алкалоидоподобное основание— диметильное производное триптамина (М,М-диметил-5-окси- триптамин), а также его четвертичная соль — буфотенидин. Буфотенин и буфотенидин обладают прессорным действием на артериальное давление. Интересно, что буфотенин содержится также в семенах южно-американского растения Mimosacee piptadenja, которые воины некоторых индейских племен применяют в виде нюхательного порошка или напитка перед боем в качестве психостимулятора. Передозировка буфотонина ведет к развитию психических нарушений, близких к вызываемым известным, галлюциногеном диэтиламидом лизергиновой кислоты. Психозы, вызванные буфотенином (2—16 мг/кг), могут длиться до 3 ч. Повышение АД

крови может вызвать также и адреналин, присутствующий в яде жаб.

Вторая группа — кардиотонические стероиды, которые представлены в яде жаб свободными и связанными генинами (агликонами). По своей химической природе генины жабьего яда — производные циклопентанпергидрофенантрена, имеющие в качестве боковой цепи шестичленное ненасыщенное лактонное кольцо (так называемые буфодиенолиды). Кроме буфодиенолидов, являющихся С24-стероидами, в яде жаб имеются карденолиды — С2з-стеро- иды. Это гомологи буфодиенолидов, но отличаются от последних наличием пятичленного насыщенного лактонного кольца. Карде- .нолиды близки по своему строению с агликонами сердечных гликозидов (наперстянки). Среди связанных генинов наиболее изучен буфотоксин — эфир буфогенпна с дипептидом субериларгинином:

буфотоксив

В качестве буфогенина в буфотоксине присутствует буфодиенолид буфоталин. Выделенные к настоящему времени из яда жаб буфо- токсины имеют сходное строение и различаются, как правило, -радикалами стероидной части молекулы. В качестве аналогов бу- фоталина из яда разных видов жаб выделены буфалпн,буфотали- дин, телоцинобуфагин, гамабуфоталин, маринобуфагин, резибуфо- генин и др. (табл. 20). Из ферментов в яде жаб обнаружена в достоверных количествах только фосфолипаза А. Стерины, также Присутствующие в яде жаб, весьма инертны в токсическом отношении. Некоторые буфодиенолиды уже получены синтетическим путем. Включение радиоактивной метки в буфогенины при введении жабам меченого холестерола указывает на роль последнего в биосинтезе буфотенинов яда.

Своеобразие химического состава яда жа,б накладывает отпечаток и на характер его физиологического действия. Один из известных исследователей этого яда В. И. Захаров выделяет три группы животных по их реактивности к жабьему яду. К первой группе относятся грызуны (мыши, крысы, кролики), отравление которых характеризуется расстройством кровообращения и дыхания, тоническими судорогами и параличом конечностей. Вторую группу составляют собаки, у них наблюдаются в первую очередь нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы. Третья группа представлена амфибиями, для которых характерно развитие паралича задних конечностей и тетануса передних.

Таблица 20. Основные буфодиенолиды, присутствующие в яде разных видов жаб рода (по Орлову и Крылову, 1978)

Буфадиенолиды

к S м < о *3 g О 1

ЗЩ CQ

Е я к

О

01 S 5| е s 5<

з g

Е & о м

со е' о

N

а

^ о ^ II

и 2 5 Я ОН Е . 4§ si

я" ,=о * Е » 55

as о з2

0Q —

'се

5 5* $« о X = 2

oq

к

•5<

•h я-е »§<

^ “и

Буфалин

t

+

+

+

+

+

+

Буфоталин

+

+

+

4-

Буфоталидин (геллебри-

генин)

-4-

+

+

+

+

Буфоталинин

+

1

+

+

+

+

Марипобуфагин

+

-4-

+

4-

Телоцинобуфагин

+

Цинобуфагин

-ь

+

Гамабуфоталин

+

+

Резибуфогенин

“Г

-i-

+

+

+

+

Еще в 1904 г. выдающийся русский фармаколог Н. П. Кравков обратил внимание на дигиталисоподобное действие яда жаб, вызывающих усиление деятельности сердца. В дальнейших исследованиях отечественных и зарубежных ученых этот эффект был детально проанализирован. Характерным действием системного введения жабьего яда является брадикардия и повышение АД, связанное с усилением сердечных сокращений. Интересно, что стимулирующее действие на изолированное сердце цинобуфагина из яда Bufo b. gargarizans наблюдается даже на сердечной мышце, утомленной в результате 7—8-часовой работы. По силе положительного инотропного действия наиболее активны буфалии и гама- буфоталин, менее активны резибуфогенин и цинобуфагин. Показано, что яд жабы по своему физиологическому действию на функции сердечно-сосудистой системы близок к сердечному гликозиду строфантину К, причем кардпостимулирующее действие яда в основном связано с входящими в его состав буфодиенолидами. По данным Крылова (1980), кардиотоническое действие буфодиено- лидов может быть обусловлено ингибированием активности транспортной АТФ-азы, как это известно для сердечных гликозидов. В то же время существуют и определенные различия в действии буфодиенолидов и сердечных гликозидов. В частности, буфодиг енолиды, имеющие шестичленное лактонное кольцо с двумя ненасыщенными связями, почти всегда более активны, чем соответствующие карденолиды (С2з-стероиды). Биологическая активность кардиотонических стероидов в их действии на сердце определяется не только наличием пяти- или шестичленного лактонного кольца в боковой цепи, но и характером заместителей при С5-стероидной части молекулы и характером боковой цепи при Сю-

Другим важным свойством яда жаб является стимулирующее

действие на дыхание. В эксперименте введение жабьего яда животным позволяет восстановить дыхательные движения даже после полной остановки дыхания.

Нейротропные свойства токсичных доз жабьего яда показаны на различных функциональных уровнях. Так, он блокирует передачу возбуждения в вегетативных ганглиях, нервно-мышечном соединении, а также синапсах центральной нервной системы. Очевидно, 'буфотоксины обладают холинергическим эффектом. При введении крысам буфалина у животных наблюдаются судороги на фоне увеличения содержания в мозге ацетилхолина.

В последние годы вновь усилился интерес к изучению лечебных свойств этого яда. В нетоксических дозах он обладает антибиотическим действием по отношению ко многим видам свободно- живущих и паразитических форм, что позволяет рекомендовать препарат из яда жаб в качестве антигельминтного средства. Биостимулирующие свойства позволили успешно применить яд при экспериментальных шоках различной этиологии (пептоновом, ожоговом). Весьма интересным является радиозащитное действие яда жаб, связанное с его стимулирующим влиянием на систему кроветворения. Кроме того, он предотвращает повреждение стенки кровеносных сосудов в острый период лучевой болезни. Положительные результаты были получены при использовании жабьего яда и его препаратов в экспериментальной терапии злокачественных опухолей. Введение яда в стимулирующих дозах вызывало полное рассасывание опухолей у 18—20% животных, задержку в росте саркомы-45 у других, а также общее увеличение продолжительности жизни. Другой перспективной областью применения жабьего яда (препаратов на его основе) является сердечно-сосудистая патология, где в настоящее время получены обнадеживающие результаты. Таким образом, жабий яд является природным источником соединений с выраженными биостимулирующими и антибиотическими свойствами, что позволило уже сегодня в ряде стран освоить выпуск лекарственных препаратов на его основе.

ЯД ХВОСТАТЫХ АМФИБИЙ (CAUDATA)

Токсические свойства кожного секрета саламандр (Salamandri- dae) известны с далекой древности, о них упоминал еще Плиний младший. Одно из первых экспериментальных исследований их яда датировано 1768 г. (Лауренти), а начиная с середины XIX столетия стали появляться регулярные работы, посвященные химии и фармакологии яда саламандр.

Активное начало кожного секрета саламандр было названо в 1868 г. Залеским самандарином. Самандарин, по мнению автора, был веществом алкалоидной природы, поскольку растворялся в алкоголе и разбавленных кислотах. Из последних самандарин можно было осаждать солями аммония или фосфомолибденовой кислоты. Структура самандарина и его аналогов установлена профессором Хабермелем и его сотр. (1971) (ФРГ):

Me

Сам секрет получают от обездвиженных СО2 животных, отсасывая его из кожных желез с помощью стеклянной трубки, подсоединенной к водяному насосу. Существуют и другие способы получения секрета, например механическое выдавливание. Свежеполу- ченный секрет кожных желез имеет pH около. 8, является беловатой клейкой жидкостью, которая быстро застывает на воздухе, превращаясь в хрупкие пластины. Кроме алкалоидов в яде саламандр присутствуют серотонин и гемолитические белки. Выход сырого секрета может достигать 12 мг на животное. Токсичность кожного секрета саламандр довольно велика и в основном определяется активностью самандарина. Так, летальные дозы (в мг/кг) самандарина для лягушки 19, мыши — 3,4, кролика — 1.

Отравление ядом саламандр вызывает развитие характерных симптомов: беспокойства, появления эпилептиформных судорог, мидриаза. Во время развития судорожного припадка в ЭЭГ регистрируется характерная пик-волновая активность. Под действием яда животных прогрессивно ослабевают рефлексы вплоть до полного исчезновения. Дыхание становится слабым, наблюдаются сердечные аритмии. Судороги — один из наиболее типичных симптомов отравления самандарином — длятся в течение нескольких минут и после небольшого перерыва возобновляются с новой силой. В терминальной фазе отравления наблюдается паралич, особенно задних конечностей. Как правило, смерть экспериментальных животных наступает в течение 5 ч. При вскрытии погибших животных отмечаются кровоизлияния в легких, сердце, мозге, печени. При системном введении яда саламандры причиной смерти является остановка дыхания, тогда как сердце довольно устойчиво к его действию. В экспериментах на изолированном сердце этот яд, в отличие от яда жаб, вызывает начальное угнетение амплитуды сердечных сокращений с последующим развитием брадикардии и остановки сердца в диастоле (рис. 68). Наблюдаемое при от-

11

т Яд саламандры

ШШ

Юс

Рис. 68. Действие яда саламандры Salamandra salamandra на изолирован-ное сердце лягушки (по 3. Н. Крылову и Л. В. Ошевенскому, 1981):стрелкой отмечен момент добавления яда (5-10-4 г/мл); / — через 5 минравлении самандарином повышение‘АД может быть связано сего прямым воздействием на сосудодвигательный центр. Саманда-

рин обладает также сильным местным анестезирующим действием. Кроме самандарина в кожном секрете саламандр Хабермелем обнаружены минорные алкалоиды: самандарон, О-ацетилсаманда- рин, самандаридин, циклонеосамандарон и др.

Токсическими свойствами обладает секрет кожных желез без- дегочных саламандр (Plethodontidae), из которых выделен токсин с молекулярной массой ~ 225 000. Токсичность его колеблется от 64 до 464 мг/кг (в зависимости от образца). У мышей токсин вызывает гипертонус мышц разгибателей, клонические подергивания мышц конечностей, нарушение локомоции, падение мышечного тонуса, а в высоких дозах — судороги. Кожный секрет безлегочных саламандр токсичен для потенциальных врагов — кур и соек и, следовательно, выполняет защитную функцию. Для человека саламандры серьезной опасности не представляют. Следует отметить выраженную антимикробную активность алкалоидов саламандр, среди которых наиболее эффективен самандарон. Последний угнетает рост грамположительных и грамотрицательных бактерий, дрожжей, грибков, но не эффективен по отношению к Staphylococcus aureus.

Из хвостатых амфибий интерес представляет калифорнийский тритон Taricha torosa. Еще в 1932 г. американский эмбриолог Твитти заметил, что яйца тритона, трансплантированные тигровой амбистоме Ambystoma tigrinum, вызывают паралич последней. Тридцать лет спустя из яиц Т. torosa был выделен кристаллический токсин, названный тарихатоксином, обладающий паралитическим действием. Изучение химической структуры тарихатоксина методами электронного и ядерного магнитного резонанса позволило установить его идентичность с тетродотоксином, ранее выделенным из рыбы фугу. Из 100 кг яиц тритонов удалось получить 200 мг кристаллического токсина с активностью 3000 м. е./мг. DL50 тарихатоксина 9 мкг/кг для мышей. В яйцах Т. torosa содержание тарихатоксина достигает 25 мкг/г. В меньших количествах он находится в яйцах некоторых других видов тритонов.

функций эктодермы, достаточно вспомнить ядовитость немертин, полихет, иглокожих, кишечнополостных. У амфибий, кроме того, кожа играет большую роль в регуляции транспорта воды, ионов и газов. Не исключено, что некоторые компоненты кожного секрета могут принимать участие в регуляции транспорта ионов через кожу. В первую очередь это относится к стероидам и алкалоидным компонентам. Хотя прямых экспериментальных доказательств этому пока нет, разработка вопроса о биорегуляторной роли ядовитых желез для организма-хозяина может оказаться перспективной.

Защитные функции кожных желез амфибий не вызывают сомнений. По-видимому, специализация кожных слизистых желез привела к возникновению ядовитых альвеолярных желез, которые у некоторых амфибий сгруппировались в морфологически обособленные паротиды. Спектр активности ядовитых секретов кожных желез амфибий достаточно широк — от высокотоксичных соединений типа батрахотоксина до обезболивающих пептидов — дер- морфинов. Кроме того, в ряду токсических компонентов кожных желез имеются биогенные амины, тахи- и брадикинины, кардиотонические стероиды, гемолитические белки.

Обращает на себя внимание тот факт, что редукция ранящего аппарата ядовитых желез неизбежно отражается на химической природе секретируемых ими ядов. Так, у амфибий на первый план выступают токсические алкалоиды и стероиды, не разрушающиеся в организме хищника пищеварительными ферментами при парентеральном введении и, следовательно, способные обеспечить токсический эффект. У рептилий природа вн.овь вернется к белковым токсинам, но при этом «позаботится» о вооружении змей ядовитыми зубами. Дополнительным аргументом в пользу данной точки зрения свидетельствует то, что тахикинины амфибий имеют пироглутамат на С-конце и амидированную N-концевую аминокислоту, что также повышает устойчивость этих пептидов к деградации пептидазами. Таким образом, ядовитый секрет кожных желез амфибий предназначен для поражения хищников при попадании в пищеварительный тракт либо на открытые слизистые поверхности— это максимум того, чего можно добиться, не имея ранящего аппарата. Быть может, это и не самый лучший способ защиты от естественных врагов, хотя сам факт существования амфибий не позволяет утверждать это с полной категоричностью. Гораздо большую опасность для амфибий представляет хозяйственная деятельность человека, и, очевидно, одной только регистрацией исчезающих видов в Красной книге не обойтись, но это тема специального обсуждения.

Глава12Глава12ЯДОВИТЫЕ РЕПТИЛИИ (REPTILIA)

Глава

12

Глава

12

ТОКСИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Это первый класс настоящих наземных позвоночных, который вместе с птицами и млекопитающими образует группу амниот — высших позвоночных. В отличие от низших позвоночных, или анамний (рыбы, амфибии), относящихся к первично-водным животным, амниоты относятся к первично-наземным и переход к жизни в воде для некоторых* из них — вторичный процесс. Освоение наземно-воздушной среды обитания первыми рептилиями обеспечивалось как за счет преобразований в различных системах органов, так и за счет изменения характера размножения и эмбрионального развития (П. В. Терентьев, 1961).

В настоящее время на Земле известно более 6 тыс. видов рептилий, которые объединяются в 4 отряда: черепахи Chelonia, клювоголовые Rhynchocephalia, чешуйчатые Squamata, крокодилы Crocodylia. Наиболее известен своими ядовитыми представителями отряд чешуйчатых, который включает самое большое видовое разнообразие современных пресмыкающихся. Достаточно сказать, что в три других отряда входит только около 250—300 видов. Большинство систематиков выделяют три подотряда: ящерицы Sauria, амфисбены Amphisbaenia, которые иногда объединяются вместе с ящерицами, и змеи — Serpentes. Среди амфисбен ядовитые представители неизвестны.

С филогенетической точки зрения змей можно рассматривать как одну из ветвей развития ящериц линии Protogekkota, которая перешла к подземному образу жизни, в связи с чем и произошла утрата ими конечностей. Дальнейшая адаптивная радиация этой группы вновь привела к появлению наземных и даже древесных и водных форм (рис. 69).

Формирование ядовитого аппарата у рептилий, как свидетельствуют данные палеонтологии, в отдельных случаях происходило, вероятно, очень рано, возможно, даже еще в конце палеозоя. Однако приобретение ядовитости в широком масштабе свойственно лишь змеям и наблюдается уже в неогене.

Сравнительная характеристика ядовитого аппарата змей. Сравнительно-морфологические данные позволяют достаточно четко проследить эволюционные преобразования в ядовитом аппарате змей из различных семейств, что отражает

Рис. 69. Представители ядовитыхРис. 69. Представители ядовитыхзмей (по Холстеду, 1970, измей (по Холстеду, 1970, и

Рис. 69. Представители ядовитых

Рис. 69. Представители ядовитых

змей (по Холстеду, 1970, и

змей (по Холстеду, 1970, и

ААФизали 19221 *

А

А

— плоскохвост Laticauda schistorhynchus; Б —кобоа Main Vaio- R’ л.

rodon p,sc.vor„s; Г-гр„учник W ^rS. ^S v7pS™5>eЕ^Й;

Echis carinatus* ф

Основные особенности их питания. Естественная ядовитость слюны отдельных представителей змей легко объяснима с точки зрения наличия в ней различных протеолитических и других ферментов. Это свойство, безусловно, могло закрепляться в дальнейшем, так как существенно увеличивало эффективность охо- ты. Затем отдельные железы: верхнегубные, височные — специализировались на выработке ядовитого секрета. Одновременно с этим, видимо, происходило формирование и совершенствование аппарата для введения яда в тело жертвы. Отдельные зубы, находящиеся на переднем или заднем конце верхней челюсти, увеличивались в размерах, а на их передней поверхности появлялась бороздка, по которой стекал яд. Затем при замыкании бороздки образовался внутренний канал, открывающийся недалеко от вершины зуба, что существенно улучшило проникновение порции яда в тело жертвы (рис. 70).

Рис. 70. Схема строения ядовитого аппарата змей (справа поперечный срез ядовитого зуба (по Фи- зали, 1922):/ — ядовитая железа; 2 — проток железы; 3 — ядовитые зубы; А—ужеобразные Colubridae; Б — морские змеи Hydrophidae; В — аспиды Elapidae; Г — гадюки ViperidaeРис. 70. Схема строения ядовитого аппарата змей (справа поперечный срез ядовитого зуба (по Фи- зали, 1922):/ — ядовитая железа; 2 — проток железы; 3 — ядовитые зубы; А—ужеобразные Colubridae; Б — морские змеи Hydrophidae; В — аспиды Elapidae; Г — гадюки Viperidae

Рис. 70. Схема строения ядовитого аппарата змей (справа поперечный срез ядовитого зуба (по Фи- зали, 1922):

/ — ядовитая железа; 2 — проток железы; 3 — ядовитые зубы; А—ужеобразные Colubridae; Б — морские змеи Hydrophidae; В — аспиды Elapidae; Г — гадюки Viperidae

Рис. 70. Схема строения ядовитого аппарата змей (справа поперечный срез ядовитого зуба (по Фи- зали, 1922):

/ — ядовитая железа; 2 — проток железы; 3 — ядовитые зубы; А—ужеобразные Colubridae; Б — морские змеи Hydrophidae; В — аспиды Elapidae; Г — гадюки Viperidae

В соответствии с названными особенностями строения ядовитого аппарата змей разделяют на заднебороздчатых (сем. Ужеобразные змеи): переднебороздчатых (сем. Аспидовые и Морские змеи) и ядовитых змей с трубчатыми зубами (сем. Гадюковые и Ямкоголовые змеи). Чаще же их делят всего на две группы: заднебороздчатые и переднебороздчатые, объединяя последние две группы из вышеназванных в одну.

. Приобретение ядовитого аппарата и усовершенствование его оказалось биологически выгодным для змей. Терентьев (1958) рассчитал средний видовой ареал у неядовитых, заднебороздча-

тых и переднебороздчатых змей. У первой группы он равен 2,87 условной площадки, у второй — 3,95 и у третьей — 5,35. Время, которое потребовалось на выработку такого совершенного ядовитого аппарата, каким обладают змеи, охватывает промежуток порядка 60 млн. лет.

Токсичность и ядопродуктивность змей. Существует большая вариабельность в токсичности яда различных змей (табл. 21).

Таблица 21. Ядопродуктивность и токсичность яда некоторых змей (по Расселу и Пафферу, 1970)

Вид

Длина взрослой особи, см

Выход яда (сухой остаток), мг

DL50, мг/кг

Crotalus adamanteus

32-65

370- 700

1 ,89 3,71 0,23 5,11

Crotalus atrox

Crotalus scutulatus

30-65

22—40

175-320

50—90

Agkistrodon piscivorus

30-50

99—145

Micrurus fulvius

17 - 28

2—6

О’ 97

Bothrops atrox

•46—80

70-160

3*80

5,93

0,80

3,68

2,30* 0,45*

Lachesis muta

70-110

280—450

Vipera berus

18-24

6-18

Bitis arietans

30-48

130-200

Echis carinatus

16-22

20-35

Dendroaspis angusticeps

50-72

60-95

Naja naja

45-65

170 325

0,40 0,09* 0,08* 0,04 0,01*

Bungarus caeruleus

36-48

8 -20

Vipera russelli

40 -50

130 - 250

Notechis scutatus

30-56

30 70 i

Enhydrina schistosa 1

30 -48

1

7-20

При внутривенном введении, в остальных случаях ■

— при внутрибрюшинном.

С возрастом в условиях неволи токсичность яда змей падает. Змеи обычно плохо переносят неволю, и содержание их в серпентариях с целью периодического получения яда — задача отнюдь не простая. Так, у наших среднеазиатских змей получение яда целесообразно проводить не чаще одного раза в месяц. Наиболее распространенный способ получения яда змей — электростимуляция.

Однозначной зависимости между числом последовательных укусов, наносимых змеей, и количеством выделяемого при этом яда не наблюдается. Так, палестинская гадюка Vipera palaestinae при трех последовательных укусах выделяет примерно одинаковое количество яда, не зависящее к тому же от размеров тела жертвы (мыши и крысы). Напротив, тигровая змея Notechis scutatus с каждым укусом выделяет все меньше яда. С другой стороны, тай- пан Oxyuranus scutellatus способен увеличивать количество яда, выделяемого при трех последовательных укусах соответственно 20,8; 36,5; 47,5 мг.

Общее число видов змей, обитающих в настоящее время на Земле, близко к 3000. Они объединяются в 11—13 семейств, из которых лишь 5 представляют для нас интерес, так как содержат или целиком состоят из ядовитых видов.

Семейство Ужеобразные змеи (Colubridae). Это семейство самое большое в подотряде и насчитывает около 1700 видов, что составляем примерно 60% всех змей. Ужеобразные—весьма неоднородная группа как по образу жизни, так и по характеру питания. В ней есть наземные и в разной степени осваивающие водный образ жизни формы виды, переходящие к роющему образу жизни. Ужеобразные Широко распространены на земном шаре (рис. 71).

Рис. 71. Области распространения семейства ужеобразных змей (Colubridae) (по И. С. Даревскому, 1969)

К подсемейству настоящих ужей (Colubrinae) относится более 1400 видов. Характеризуя в целом эту группу, можно отметить, что все сказанное о семействе в той или иной степени может быть отнесено и к данной группе. Это подсемейство представляет интерес, так как в нем имеются виды, слюна которых обладает токсическим действием для человека. Среди таких видов назовем, например, разноцветного полоза (Coluber ravergieri), встречающегося у нас на Кавказе, Средней Азии и Казахстане, и тигрового ужа (Rhabdophis tigrinus), обитающего у нас только в Приморском и Хабаровском краях. У последнего из названных видов надо отметить также наличие специальных желез (на верхней поверхности шеи под кожей), имеющих явно защитное значение, так как они выделяют едкий секрет, который при попадании в пасть хищника вынуждает его бросить свою жертву.

Ядовитый аппарат. К подсемейству ложных ужей Boiginae, или подозрительно ядовитых, относятся виды, имеющие ядовитые железы (железа Дювернуа), протоки которых оканчиваются у основания увеличенных зубов, имеющих на своем переднем крае борозду, по которой и стекает яд (см. рис. 70, Л). Эти зубы сидят на заднем крае верхнечелюстной кости и отделены от других беэзубым промежутком. В связи с этим определенные трудности представляет и получение яда у колюбрид. Так, для получения секрета железы Дювернуа подвязочной змеи Thamnophis elegans vargans была разработана специальная микроаспирационная техника, позволяющая отсасывать секрет прямо от основания ядовитого зуба.

Яд этих змей, как правило, имеет определенную избирательность и действует в основном на мелких позвоночных, служащих обычной пищей для тех или иных видов ложных ужей. Среди представителей нашей фауны в качестве примера можно назвать кошачью змею Telescopus fallax, ящеричную змею (Malpolon mor- spessulanus), змею-стрелу (Psamtnophis lineolatus), бойгу (Boiga trigonatum), которые не представляют опасности для человека. В то же время есть виды, входящие в это подсемейство (встречаются за пределами нашей страны), которые представляют реальную опасность и для человека. Их укус не только вызывает различные болезненные явления, но иногда сопровождается и смертью. Среди них следует указать на африканского бумсланга 'DispholF das typus и африканскую серую древесную змею Thelotornis kirt- landi.

Немногочисленное подсемейство пресноводных змей Homolopsi- пае, обитающих в водоемах Юго-Восточной Азии, так же как и ложные ужи, относятся к заднебородчатым змеям. Отмечается, что их яд действует на ракообразных, рыб и амфибий, которыми они питаются, и отличается очень высокой избирательностью своего действия. Например, яд фордонии Fordonia leucobalia, питающейся крабами, не оказывает действия на других холоднокровных, кроме ракообразных.

Аспидовые змеи (Elapidae). Семейство содержит около J80 видов, которые все являются ядовитыми.

Ядовитый аппарат. Крупные ядовитые зубы располагаются у них на переднем конце верхнечелюстной кости, которая заметно укорочена. Зубы прикреплены неподвижно, и число их сильно варьирует у разных видов: наблюдается тенденция к сокращению зубов у наиболее прогрессивных форм (от 8—15 — у наиболее примитивных австралийских видов до 1 пары — у американских аспидов и африканских мамб). Строение самого зуба аспидов (рис. 70, В) наглядно демонстрирует происхождение канала в трубчатом зубе путем постепенного смыкания краев бороздки на передней поверхности зуба.

Рис. 72. Области распространения семейства аспидовых змей (Elapidae) (по Н. Н. Дроздову, 1969)

Аспиды широко распространены в субтропической и тропической зонах всех материков, за исключением Европы (рис. 72). В Австралии встречаются наиболее примитивные формы, и здесь же наблюдается наибольшая экологическая радиация этой группы— отмечается даже конвергентное сходство ряда видов с представителями семейства гадюк и ямкоголовых змей, которые не проникли на этот материк. Африка также рассматривается как древний центр формирования аспидовых, но здесь встречаются эволюционно более молодые и прогрессивные виды. В Азии распространены еще более молодые и специализированные формы, а в Америку они, видимо, попали позже всех, так как представлены здесь самыми молодыми в эволюционном отношении и высокоспециализированными видами, которые объединяются всего в три рода, тогда как в Австралии их 22.

Наиболее опасной из австралийских змей считается тайпан Oxyuranus scutellatus, достигающий 3—3,5 м в длину и обитающий в северо-восточной Австралии и на Новой Гвинее (рис. 73).

В Азии наибольшую известность получили два вида: королевская кобра, или гамадриад Ophiophagus Hannan, которая считается самой крупной ядовитой змеей в мире — до 5,5 м в длину, и индийская кобра, или очковая змея Naja naja. Среднеазиатская кобра (N. oxiana), отличающаяся от индийской отсутствием характерно^ го рисунка в виде очков на капюшоне, встречается и у нас на юге среднеазиатских республик. Один из подвидов очковой змеи, оби- 14-546 209

тающей на островах Ява, Калимантан и Малые Зондские, получил название плюющая кобра (A. naja sputatrix) за способность выбрызгивать яд в сторону своего противника на расстояние до 2 м через отверстие в ядовитом зубе, что достигается резким сокращением мускулатуры, окружающей ядовитую железу. Эта же способность наблюдается и еще у некоторых подвидов и видов кобр (в том числе африканских N. nigricollis) и др.

Для всех аспидоц отмечается весьма характерная особенность их поведения при укусе: обычно они не делают мгновенного укуса, как, например, гадюки, а как бы «жуют», перебирая челюстями несколько раз, прежде чем выпустить жертву. В то же время при приближении опасности — «врага» — они не затаиваются, что характерно для тадюк, а предупреждают о себе шипением и принимают при этом иногда характерную позу угрозы, как, например, кобра (см. рис. 69). В питании почти у всех аспидов, независимо от их специализации, наблюдается определенное «пристрастие» к змеям и другим рептилиям — рептилиофагия: поедать они могут при этом и ядовитых змей. Кроме того, обычными в рационе кобр и других элапид являются грызуны, амфибии, насекомые. Интересно, что в серпентариях кобры охотно поедают новорожденных белых мышей.

Семейство Морские змеи (Hydrophidae). Семейство, родственное аспидам, насчитывает 16 родов и 49 видов, разделяется на два подсемейства: плоскохвостые (Laticaudinae) и ластохвостые морские змеи (Hydrophinae). Первые из названных еще сохраняют связь с сушей, а вторые являются исключительно водными обитателями.

Это очень специализированная группа типичных морских обитателей, за исключением одного пресноводного вида (лусонский ластохвост Hydrophis semperi с о. Лусон из Филиппинского архипелага), которые населяют прибрежные тропические воды Индийского и Тихого океанов, встречаясь иногда и на значительном расстоянии от берегов. В Атлантике морских змей нет. Считают, что холодные воды (ниже 20° С) мешают им обогнуть южные оконечности Африки и Южной Америки и проникнуть из Тихого и Индийского океанов в Атлантический (рис. 74).

Ядовитый аппарат. Морские змеи питаются рыбами, и это определило как особенности строения их ядовитого аппарата (см. рис. 70, 5), так и высокую токсичность, нейротропное действие. Позади ядовитых зубов, расположенных на переднем конце верхней челюсти, находится до 18 мелких зубов, функция которых состоит в удержании пойманной добычи. Токсичность яда у разных видов очень различна.

Один из наиболее широко распространенных видов — двухцветная пеламида Pelamis platurus, относимая в подсемейство ласто- хвостых морских змей, имеет обширный ареал и встречается от восточных берегов Африки до тихоокеанских берегов Америки. Известен случай нахождения этой змеи в наших водах на Дальнем Востоке (южнее Владивостока).

Семейство Гадюковые змеи (Viperidae). Семейство объединяет

* своем составе 58 видов, принадлежащих к 10 родам, естественный арёал которых охватывает всю Африку (без ААадагаскара) и часть Евразии (рис. 75). Считают при этом, что центром формирования семейства явилась Центральная Африка, где встречается

Рис. 74. Области распространения семейства морских змей (Hydrophi- dae) (по Дроздову, 1969)

наибольшее количество видов, а также обитают и наиболее примитивные формы. По направлению к северу и востоку уже в самой Африке резко уменьшается видовое разнообразие гадюк. То же отмечается и в Азии по направлению к востоку, где в ряде мест Восточной Азии они вообще отсутствуют, замещаясь гремучими змеями.

Внешний облик гадюк весьма характерен: голова треугольной формы за счет выдающихся вбок сильно развитых ядовитых желез в височной области и отделяется четко выраженным шейным

Рис. 75. Области распространения семейства гадюковых змей (Viperi- dae) (по Банникову и Дроздову, 1969)

Рис. 76. Механизм укуса змеи (по Кар- РУ, 1977)Рис. 76. Механизм укуса змеи (по Кар- РУ, 1977)

Рис. 76. Механизм укуса змеи (по Кар- РУ, 1977)

Рис. 76. Механизм укуса змеи (по Кар- РУ, 1977)

перехватом от короткого и толстого туловища, которое резко суживается и заканчивается коротким хвостом (см. рис. 69, Д). Окраска может быть различной, но всегда имеет покровительственный характер, позволяя змее оставаться незамеченной, что благоприятствует и основному способу охоты гадюк: внезапно нападать из засады на приближающуюся жертву. Питаются гадюки различными позвоночными и беспозвоночными животными, которых они убивают укусом ядовитых зубов, сидящих на верхнечелюстной кости. По эффективности введения яда в тело жертвы ядовитый аппарат гадюковых (и ямкоголовых змей, которые являются наиболее прогрессивной ветвью, отделившейся от гадюк) считается самым совершенным по своему устройству.

Ядовитый аппарат. Длинные ядовитые зубы гадюк находятся на самом переднем крае верхней челюсти и легко проникают через покровы животных. Значительное удлинение самого зуба потребовало выработки специального приспособления для его «укладки» при закрывании рта. Канал в зубе полностью замкнут, и па его поверхности нет даже следов бороздки (см. рис. 70, F). Весьма интересно, что при укусе у гадюковых и гремучих змей первой тела жертвы касается нижняя челюсть, которая как бы фиксируется, позволяя сделать прокол покровов тела ядовитыми зубами верхней челюсти (рис. 76). Это было ^обнаружено Методом стробоскопического фотографирования.

Рис. 77. Поперечный срез ядовитой железы Vipera aspis (по Физали, 1922):

7 — междольковая перегородка; 2 —мембрана; 3— фасция височной мышцы-компрессора

На примере гадюк более подробно разберем строение ядовитого аппарата змей.

. Парные ядовитые железы располагаются в височной области позади глаз и имеют одинаковое строение у разных представителей семейства, отличаясь в сущности лишь величиной в зависимости от размеров змеи. Функционирующая

<асть железы представляет собой сплющенный сверху мешочек в виде удлипен- &ОГО треугольника, который окружен прочной соедпнительно-тканной капсулой, Прикрепленной к костям черепа тремя основными связками, которые растяги- $ают ее и придают треугольную форму. Кроме этих связок имеется также мно- го тонких апоневрозов, идущих от железы к верхней губе и в других направлениях. К капсуле с внутренней стороны, сверху и снизу прикрепляется массивная мышца из затылочно-височного комплекса, которая прикрепляется к костям черепа вместе с железой. Сокращаясь со всем затылочно-височным комплексом При открывании рта, эта мышца давит на железу, и яд через проток поступает К ядовитому зубу. Проток, изгибаясь, идет под глазом вдоль верхпегубной слюнной железы, слегка расширяется в передней трети своей длины и открывается в складку слизистой оболочки, окружающей основание зуба. Отсюда яд по каналу, пронизывающему зуб, попадает в тело жертвы.

Ядовитая железа гадюк состоит из нескольких частей: основной железы, занимающей 2/3 задней части железы, первичного протока, двуразделенной придаточной железы и вторичного протока, ведущего к ядовитому зубу. Основная часть железы имеет сложное ячеистое строение. От соединительнотканной капсулы внутрь железы отходят массивные перегородки, состоящие из плотной соединительной ткани, богатой коллагеновыми волокнами. Эти перегородки идут к центру железы под острым углом к продольной осп железы и соединяются между собой более топкими перегородками, образующими ячейки или трубочки округло-Прямоугольного сечения, поверхность которых образована железистым эпителием (рис. 77). Выделяющийся секрет скапливается в центральной полости железы.

226565Рис. 78. Локализация меланина в тканях головы гремучей змеи (по По и соавт., 1978):1 — эпидермис; 2 — мышцы; 3 — подкожная клетчатка; 4—трабекулы ядовитой железы; 5 — стенка соединительной капсулы; 6 — дермаРис. 78. Локализация меланина в тканях головы гремучей змеи (по По и соавт., 1978):1 — эпидермис; 2 — мышцы; 3 — подкожная клетчатка; 4—трабекулы ядовитой железы; 5 — стенка соединительной капсулы; 6 — дермаВ последнее время было установлено, что меланоциты покровных тканей, мышц и самой железы играют защитную роль, экранируя яд от ультрафиолетового излучения (рис. 78). Они обнаружены в эпидермисе, дерме, подкожной клетчатке, мышцах, окружающих железу, стенке соединителыю-ткаиион капсулы и, наконец, в трабекулах самой железы.

2

2

65

65

Рис. 78. Локализация меланина в тканях головы гремучей змеи (по По и соавт., 1978):

1 — эпидермис; 2 — мышцы; 3 — подкожная клетчатка; 4—трабекулы ядовитой железы; 5 — стенка соединительной капсулы; 6 — дерма

Рис. 78. Локализация меланина в тканях головы гремучей змеи (по По и соавт., 1978):

1 — эпидермис; 2 — мышцы; 3 — подкожная клетчатка; 4—трабекулы ядовитой железы; 5 — стенка соединительной капсулы; 6 — дерма

Функционирование железы происходит непрерывно, то усиливаясь, то ослабевая. Соответственно этому меняется как форма клеток железистого эпителия (от плоского до призматического), так и характер складчатости внутренних перегородок: при резко выраженном наполнении септы -истончаются и сплющиваются, видимо, за счет увеличения давления на них секрета, находящегося в просветах.

Естественный укус или искусственное получение яда стимулирует секреторную активность железы, достигающей своего максимума через 7—8 дн.

Семейство Ямкоголовые змеи (Crotalidae). Это семейство, насчитывающее 6 родов и примерно 120 видов, рассматривается часто в качестве подсемейства гадюковых змей. Ямкоголовые змеи имеют много сходных черт строения, в том числе и ядовитый аппарат. Одним из основных признаков, отличающих ямкоголовых змей от гадюк, является наличие лицевых ямок, расположенных между ноздрями и глазами, и соответствующих им углублений в верхнечелюстной кости, за которые они и получили свое название. Лишь в 30-е годы* было установлено, что указанные ямки являют-

ся чрезвычайно совершенными терморецепторами, которые следует рассматривать как одно из важных приспособлений для охоты на теплокровных животных в темноте. Используя термолокатор, змея легко подкрадывается даже к неподвижной или спящей жертве, около которой создается температурный градиент, позволяющий змее безошибочно находить животное.

По облику ямкоголовые змеи напоминают гадюк, но более стройные, а на конце хвоста у некоторых представителей имеется своеобразная погремушка, или трещотка, образуемая твердыми кожистыми чехликами, остающимися при линьке змеи (см. рис. 69). За эту погремушку иногда все семейство называют гремучими змеями. В состоянии раздражения змея слегка поднимает кончик хвоста и вибрирует им, издавая сухой треск, который бывает слышен за несколько десятков метров.

Ямкоголовые змеи распространены на юге и востоке Азии и в Северной и Южной Америке (рис. 79). Считают, что эти змеи

Рис. 79. Области распространения семейства ямкоголовых змей Crotalidae (по Дроздову, 1969)

сформировались в Азии, где сейчас встречаются представители всего двух наиболее примитивных родов (Agkistrodon, Trimeresu- rus^, а проникнув через Берингию в Америку, достигли здесь своего расцвета.

Из азиатских представителей наибольшую известность, пожалуй, получили куфии, или азиатские копьеголовые змеи Trimere- surus (более 30 видов), самая крупная из которых хабу (Т. flavo- viridis) достигает 1,5 м длины.

В Америке близки к ним ботропсы Bothrops, насчитывающие до 50 видов, среди которых наиболее многочисленной и'широко- 214

распространенной змеей считается обыкновенная жарарака (В. ja- taraca^ на долю которой падает и наибольшее количество укусов людей ядовитыми змеями. Самой крупной ядовитой змеей в Америке, достигающей длины 3,6 м, является бушмейстер, или су- рукуку {Lachesis muta),— единственный представитель этого рода.

Гремучие змеи {Grotalus, Sistrurus^ считаются самыми прогрессивными и специализированными среди всех ядовитых змей: ядовитый аппарат их достигает наибольшего совершенства. Среди них немало очень опасных для человека видов, например техасский гремучник {Crotalus atrox), распространенный на юго-западе США и в Северной Мексике, который занимает первое место в США по числу укусов со смертельным исходом. Очень опасны также зеленый гремучник (С. viridis) и каскавелла, или страшный гремучник (С. durissus).

В нашей фауне ямкоголовые змеи представлены только одним родом — щитомордник Aghistrodon, который встречается на юге страны от Заволжья и юго-востока Азербайджана через Казахстан, Среднюю Азию и Южную Сибирь до побережья Тихого океана.

Эпидемиология змеиных укусов. С древнейших времен и до наших дней укусы змей представляют серьезную опасность для здоровья человека. Ежегодно от змеиных укусов страдает около 1 млн. человек, причем наибольшая частота поражений падает на тропические и субтропические зоны (рис. 80). Несмотря на значи-

Рис. 80. Частота змеиных укусов на 100 000 населения в различных регионах земного шара (по Шипо, 1982)

тельные успехи, достигнутые современной медициной в лечении отравлений змеиными, ядами, смертность от укусов ядовитыми змеями по-прежнему довольно высока:

Регион (страна)-Количество ежегодно

регистрируемыхсмертельных исходов

Азия35000

Индия15000

Пакистан11 000

Цейлон300

Бирма2000

Таиланд300

Южная Америка2000—4000

Северная Америка(включая Мексику)300—500

Европа (без СССР)50

Африка400—1000

Океания10

В США, по'данным Рассела (1975), ежегодно змеи кусают 45000 человек, однако помощь оказывается меньшему числу пораженных, так как многие случаи остаются неизвестными. По данным разных авторов, в нашей стране' число укушенных змеями людей ежегодно составляет 100—150 человек, причем наибольший процент падает на среднеазиатские республики.

Тяжесть клинической картины отравления змеиными ядами зависит от биологических особенностей как хищника (змеи), так и ее жертвы. Известно, что токсичность различных образцов змеиного яда, даже собранных у одного и того же вида змей, варьирует в зависимости от пола и физиологического состояния особи, ее возраста, степени упитанности, времени года, способа получения, высушивания и хранения яда, а также от географического распространения данной популяции змей. С другой стороны, важное значение имеет видовая чувствительность различных животных к одному и тому же яду. Следует также учитывать количество введенного в организм яда, место его инокуляции, особенности распространения в организме, превращения и выведения яда из организма жертвы. Необходимо помнить, что в аридных зонах, где мощным дополнительным патогенетическим фактором выступает повышенная температура окружающей среды, тяжесть картины отравления ядами змей может в значительной степени возрасти (А. Т. Бердыева, 1974).

Проблема идентйфикации вида укусившей человека змеи имеет большое практическое значение, так как ни сам пострадавший, ни врач зачастую не могут правильно определить вид змеи, даже если ее удалось поймать или убить. Чаще всего больной обращается за врачебной помбщью спустя определенное время после укуса, когда яд уже начал действовать и необходимо срочно начинать лечение., В местностях, где опасность представляет один-два вида ядовитых змей, особой сложности в выборе методов лечения не возникает. Обычно вводят моно- или поливалентную сыворотку и назначают симптоматическое лечение по медицинским показаниям. В более сложном положении оказывается врач в районах, изобилующих ядовитыми змеями (табл. 22). В этом случае тактика лечения должна обязательно учитывать особенности патофизиологических механизмов действия различных змеиных ядов,

Таблица 22. Встречаемость наиболее опасных змей в странах Азии (по Саваи, 1980)

Ядовитые змеи

Страна

Agkist- rodon

Trime-

Vipera

Naja

Ophiop-

Bunga-

Hyd- rophis

щито

мордник

resurus куфия

гадюка

кобра

hagus кобра

rus

крайт

ластохвост

Япония

^|_*

+ + *

( )

(-)

(-) ( )

(-) (- )

(-)

(-)

Корея

( )

( )

( )

Гонконг

( )

-j- -|-

(-)

+

4-

+

+

Китай

++*

+ "4

+

+

+

+

(-)

Тайвань

+*

+

_pt=

+ *

(-)

„Филли пины

(-)

( )

Н—Н ‘

+

Таиланд

++*

++*

+*

_1_

+*

+

Малайзия

++**

+

( )

4-

—|—|—

Бирма

(-)

+

++*

4-v

-i-

+*

+

Индонезия

++

+

+ *

+

+

Шри Ланка

+ ■

(-)

++**

+ + **

(--)

+

Индия

+

++*

+ +*

+

+'i'

+

Условные обозначения: (+)—встречается в данной стране; (+ + )—широко распространена; (—) — не встречается; (*)—сыворотка против яда данной змеи производится в стране; (**) — сыворотка импортируется.

Обусловленные в первую очередь своеобразием их химического состава. Применение иммуносорбентного теста (ELISA) позволяет точно определить вид укусившей змеи и, следовательно, правильно выбрать нужную моновалентную лечебную сыворотку.

-Сравнительная характеристика химического состава змеиных ядов. Змеиные яды — сложный комплекс биологически активных соединений — ферментов (главным , образом гидролаз) (табл. 23), токсических полипептидов, ряда белков со специфическими биологическими свойствами (фактор роста нервов, антикомплементар- ный фактор), а также неорганических компонентов. Так, в состав яда элапид и морских змей входят токсические полипептиды (нейротоксины), специфически блокирующие синаптическую передачу в холинергических нервно-мышечных синапсах. Смерть отравленных животных и человека наступает, как правило, от недостаточ- ности функции внешнего дыхания на фоне поражения ЦНС.

Напротив, яды большинства гадюк и гремучих змей обладают мощной системой ферментов с трипсино-, тромбино- и калликреи- ноподобным действием. В результате отравления развиваются обширные некрозы, геморрагические отеки, обусловленные как по- быщением сосудистой проницаемости, так и нарушениями в системе свертывания крови. В яде некоторых гремучих змей содержатся ^акже нейротоксины, что еще больше осложняет клиническую картину отравления.

Все выделенные к настоящему времени из ядов змей токсические полипептиды по механизму действия можно разделить на три основные группы. К первой группе относятся токсины, специфически блокирующие Н-холинорецепторы субсинаптической мем-

Таблица 23. Ферменты змеиных ядов (по Хименез—Поррас, 1970)

Тривиальное название

Шифр

Систематическое название

Гиалуронидаза Фосфолипаза А “ б'-нуклеотидаза (АМФ-аза)Фосфодиэстераза (экзонуклеаза)Дезоксирибонуклеаза(ДНК-аза, эндонуклеаза) Рибонуклеаза (РНК-аза, эндонуклеаза)Аденозинтрифосфатаза(АТФ-аза)Нуклеотидппрофосфатаза "(НАД-аза, ДФН-аза)Оксидаза-Ь-аминокислот *ЭкзопептидазаГиалуронидаза Фосфолипаза А “ б'-нуклеотидаза (АМФ-аза)Фосфодиэстераза (экзонуклеаза)Дезоксирибонуклеаза(ДНК-аза, эндонуклеаза) Рибонуклеаза (РНК-аза, эндонуклеаза)Аденозинтрифосфатаза(АТФ-аза)Нуклеотидппрофосфатаза "(НАД-аза, ДФН-аза)Оксидаза-Ь-аминокислот *Экзопептидаза4.2.99.13.1.1.43.1.3.53.1.4.13.1.4.62.7.7.163.6.1.83.6.1.91.4.3.23.4.34.2.99.13.1.1.43.1.3.53.1.4.13.1.4.62.7.7.163.6.1.83.6.1.91.4.3.23.4.3Гиалуронат лиазаФосфатид-ацилгидролаза5'-рибонуклеотид-фосфо- гидролаза>Фосфогидролаза ортофосфор- ных диэфировДезоксирибонуклеат-3--иуклеотидогидролазаПолирибонуклеотнд-2--олигонуклеотидтрансфераза (циклизующая)АТФ-пирофосфогидролазаДинуклеотид-нуклеотидогидро- лазаL-аминокислот Ог-оксидоре- дуктаза (дезаминирующая)Дипептид- и трипептидгидро- лазаГиалуронат лиазаФосфатид-ацилгидролаза5'-рибонуклеотид-фосфо- гидролаза>Фосфогидролаза ортофосфор- ных диэфировДезоксирибонуклеат-3--иуклеотидогидролазаПолирибонуклеотнд-2--олигонуклеотидтрансфераза (циклизующая)АТФ-пирофосфогидролазаДинуклеотид-нуклеотидогидро- лазаL-аминокислот Ог-оксидоре- дуктаза (дезаминирующая)Дипептид- и трипептидгидро- лазаФерменты, найденные во всех змеиных ядах

Гиалуронидаза Фосфолипаза А “ б'-нуклеотидаза (АМФ-аза)

Фосфодиэстераза (экзонуклеаза)

Дезоксирибонуклеаза

(ДНК-аза, эндонуклеаза) Рибонуклеаза (РНК-аза, эндонуклеаза)

Аденозинтрифосфатаза

(АТФ-аза)

Нуклеотидппрофосфатаза "(НАД-аза, ДФН-аза)

Оксидаза-Ь-аминокислот *

Экзопептидаза

Гиалуронидаза Фосфолипаза А “ б'-нуклеотидаза (АМФ-аза)

Фосфодиэстераза (экзонуклеаза)

Дезоксирибонуклеаза

(ДНК-аза, эндонуклеаза) Рибонуклеаза (РНК-аза, эндонуклеаза)

Аденозинтрифосфатаза

(АТФ-аза)

Нуклеотидппрофосфатаза "(НАД-аза, ДФН-аза)

Оксидаза-Ь-аминокислот *

Экзопептидаза

4.2.99.1

3.1.1.4

3.1.3.5

3.1.4.1

3.1.4.6

2.7.7.16

3.6.1.8

3.6.1.9

1.4.3.2

3.4.3

4.2.99.1

3.1.1.4

3.1.3.5

3.1.4.1

3.1.4.6

2.7.7.16

3.6.1.8

3.6.1.9

1.4.3.2

3.4.3

Гиалуронат лиаза

Фосфатид-ацилгидролаза

5'-рибонуклеотид-фосфо- гидролаза>

Фосфогидролаза ортофосфор- ных диэфиров

Дезоксирибонуклеат-3-

-иуклеотидогидролаза

Полирибонуклеотнд-2-

-олигонуклеотидтрансфераза (циклизующая)

АТФ-пирофосфогидролаза

Динуклеотид-нуклеотидогидро- лаза

L-аминокислот Ог-оксидоре- дуктаза (дезаминирующая)

Дипептид- и трипептидгидро- лаза

Гиалуронат лиаза

Фосфатид-ацилгидролаза

5'-рибонуклеотид-фосфо- гидролаза>

Фосфогидролаза ортофосфор- ных диэфиров

Дезоксирибонуклеат-3-

-иуклеотидогидролаза

Полирибонуклеотнд-2-

-олигонуклеотидтрансфераза (циклизующая)

АТФ-пирофосфогидролаза

Динуклеотид-нуклеотидогидро- лаза

L-аминокислот Ог-оксидоре- дуктаза (дезаминирующая)

Дипептид- и трипептидгидро- лаза

Ферменты, найденные только или главным образом в яде Elapidae

Ацетилхолинэстераза ** Щелочная фосфатаза *Кислая фосфатаза *Ацетилхолинэстераза ** Щелочная фосфатаза *Кислая фосфатаза *3.1.1.73.1.3.13.1.3.23.1.1.73.1.3.13.1.3.2Ацетилхолин-ацетилгидролаза

Ацетилхолинэстераза ** Щелочная фосфатаза *

Кислая фосфатаза *

Ацетилхолинэстераза ** Щелочная фосфатаза *

Кислая фосфатаза *

3.1.1.7

3.1.3.1

3.1.3.2

3.1.1.7

3.1.3.1

3.1.3.2

Фосфогидролаза моноэфиров ортофосфорной кислоты

То же

Ферменты, найденные в ядах Crotalidae, Viperidae

Протеазы

Гидролаза-Ь-аргининовых эфи

ров

* Не найдены в ядах морских змей.

** Отсутствует в ядах Micrurus nigrocinctus, Dendroaspis angusticeps, Naja nigricollis, Pseudechis colletti.

браны скелетной мускулатуры и некоторых отделов ЦНС и ВНС (постсинаптические нейротоксины).

Вторая группа представлена токсинами с высокой степенью избирательности, воздействующими на пресинаптические нервные окончания и нарушающими процесс высвобождения медиатора (пресинаптические нейротоксины).

К третьей группе можно отнести полипептиды (так называемые кардиотоксины и цитотоксины), активно воздействующие на мембраны клеток, в том числе и возбудимые, вызывая их деполяризацию, и получившие название мембраноактивных полипептидов (МАП).

Содержание токсинов различных групп в ядах змей весьма

неравномерно. Так, в яде кобр (род Naja) в основном представлены постсинаптические нейротоксины и МАП. В последнее время в яде тайваньской кобры N. п. atra обнаружен компонент с преси- наптической активностью (атратоксин). В яде индийских змей рода Bungarus (крайт, пама) найдены токсины всех трех групп; яд австралийских змей (тайпан, тигровая змея) характеризуется Преимущественным содержанием пресинаптических токсинов. Последние характерны также для гремучих и гадюковых змей. Напротив, яд морских змей характеризуется высоким содержанием постсинаптических нейротоксинов. Более подробная характеристика химического строения и механизма действия наиболее полно изученных нейротоксических полипептидов змеиных ядов будет дана при рассмотрении ядовитых змей соответствующих семейств. Здесь же отметим, что активность индивидуальных . токсинов змеиных ядов весьма высока и токсичность ядов в основном определяется содержанием в них токсических полипептидов (табл. 24).

Таблица 24. Токсичность некоторых полипептидов из ядов змей

Токсин

DL5q, мкг/кг

Кобротоксин Naja п. atra 'Кардиотоксин Naja п. atra Нейротоксин II Naja oxiana Цитотоксин Naja oxiana а-Бунгаротоксин Bungaras multicinctus В-Бунгаротоксин Bungaras multicinctus Нотексин Notechis scutatus Тайпокспн Oxyuranus scutellatus Кротоксин Crotalus durissus terrificus

74 1480

84 1300 1100

25

17

2

100

ЯД ЗМЕЙ СЕМ. ELAPIDAE

Клиника отравления. Наиболее грозными симптомами отравления ядами элапид (или аспидов) является вялый паралич скелетной и дыхательной мускулатуры, приводящий к прогрессивному ослаблению дыхания вплоть до полной остановки. Однако сокращения сердца наблюдаются еще в течение нескольких минут. Местные явления при укусах некоторых аспидов (например, кобр, бунгарусов) выражены незначительно, напротив, укусы австралийских элапид (тигровая змея, тайпан и др.) сопровождаются Миотоксическими эффектами (отеками с последующей дегенерацией мышечных волокон), что в определенной степени сближает австралийских змей с гадюковыми.

Нарушение функций внешнего дыхания при отравлении ядом элапид носит преимущественно периферический характер, однако Полностью исключить действие яда на ЦНС нельзя. На это указывают не только экспериментальные факты (И. А. Вальцева, 1969;

Д. Б. Гелашвили, Л975), но и особенности течения клинической картины отравления.

У человека, укушенного коброй, после начальной кратковременной фазы возбуждения наблюдается прогрессирующее угнетение функций ЦНС, развивающееся на фоне ослабления дыхания. Больной становится вялым, апатичным, рефлексы затормаживаются, наступает патологический сон, во время которого резко ос- лабевается тактильная и болевая чувствительность. Смерть наступает от остановки дыхания. Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы затрагивают в основном уровень АД — наблюдается прогрессирующая гипотензия, особенно выраженная при попадании больших доз яда в общий кровоток (укус вблизи крупных сосудов). Шокогенное действие яда кобры обусловлено не только его токсическими компонентами, но и развитием процессов аутоинтоксикации вследствие усиленного высвобождения в организме физиологически активных веществ: гистамина, простагландинов, эндогенных опиатов и др.

Патогенез отравления ядом кобры носит весьма сложный характер, обусловленный, в первую очередь, многокомпонентным составом самого яда. С другой стороны, сам организм представляет для яда своеобразную «мозаичную мишень», в которой отдельные токсические компоненты имеют свои точки приложения: нейротоксины вызывают двигательный паралич, цитотоксины синергично с ферментами модифицируют клеточные мембраны, наконец, развиваются процессы аутоинтоксикации.

Наиболее эффективным средством лечения змеиных укусов вообще и элапид в частности является серотерапия. Выпуск проти- возмеиных сывороток налажен во многих странах мира; в СССР выпускается моновалентная сыворотка «Антикобра», кроме того, при укусах коброй можно применять поливалентную сыворотку, содержащую антитела против яда кобры, эфы и гюрзы.

Получение сывороток против яда некоторых кобр, характеризующихся высоким титром антител, затрудняется иммунодепрессивными свойствами целого яда. Более перспективным является проведение иммунизации очищенными нейротоксинами либо чередованием введения нейротоксинов с целым ядом. При таких схемах иммунизации удается получить сыворотку, 1 мл которой нейтрализует 445DL5o целого яда кобры Naja п. atra, что в 40 раз превышает титр антисыворотки, получаемой при использовании в качестве антигена только одного яда. Использование очищенных нейротоксинов дает хорошие результаты и при изготовлении токсоидов. Так, при конъюгировании кобротоксина из яда N. п. atra с глютаральдегидом можно получить токсоид. После 4-недельного курса иммунизации таким токсоидом кроликов и мышей животные переносили соответственно 365 и *40 DL50 нативного токсина, причем высокий титр антител у них сохранялся в течение 5 месяцев.

К сожалению, промышленный выпуск сывороток, полученных иммунизацией очищенными нейротоксинами, пока сложен. Поэто- 220

цу кроме специфической (сывороточной) терапии важное значение приобретают вопросы неспецифической терапии отравлений ядом элапид. Развивающаяся при отравлении ядом кобры и других элапид асфиксия представляет собой наиболее важный патологический процесс, на устранение которого должно быть направлено основное внимание. Своевременное и, что важно, продолжительное применение искусственного дыхания (И. А. Вальцева и др. 1969, 1974) на фоне действия симптоматических средств обычно спасает больного. Из числа симптоматических средств, рекомендуемых при отравлении нейротропными ядами элапид, заслуживают внимания антихолинэстеразные препараты (прозерин и его аналоги) для коррекции блокирующего действия токсинов на периферические Н-холинергические синапсы. Вводить-эти препараты следует на фоне атропина. Хорошие результаты дает также применение антигипоксантов — ГОМК, гутимин (Ф. Ф. Талызин и. др., 1977), кортикостероидов (Е. Н. Павловский и др., 1968), налоксона (С. Б. Ларин, 1981).

Из средств первой помощи в настоящее время рекомендуют, особенно при укусах австралийских змей, наложение тугой повязки на пораженную конечность, захватывающей место укуса. Повязка должна быть такой, какую обычно накладывают при растяжении связок. Ни в коем случае нельзя накладывать давящий жгут, так как это может привести к развитию турникетного шока. Необходимо также обеспечить покой пораженной конечности, для этого можно наложить шину или лубок из подручных материалов. Самое главное — как можно быстрее доставить больного в медицинское учреждение для оказания квалифицированной помощи. Всегда нужно помнить, что скорость связывания токсинов яда с клетками-мишенями организма выше, чем нейтрализация этих токсинов антителами сыворотки. Поэтому введение сыворотки в отдаленнее сроки может оказаться малоэффективным.

Своеобразие отравлений кобрами заключается, еще и в способности некоторых из них, например Naja nigricollis, выплевывать яд на расстояние нескольких метров, при этом капли яда могут Попасть в глаз и вызвать как местные (кератиты, иридиоциклиты, конъюнктивиты), так и общие симптомы отравления. Случаи такие отнюдь не редкость, например, в Нигерии из 106 случаев поражений ядом плюющей кобры Naja nigricollis в 81 случае наблюдались укусы конечностей, а в 34 — попадание в глаз. При своевременном лечении (повязки с неомицинпреднизолоновой мазью и др.) острота зрения может сохраниться.

Химический состав и механизм действия. В яде элапид наибольшее патогенетическое значение имеют пост- и пресинаптиче- ские токсины, мембраноактивные полипептиды.

Постсинаптические нейротоксины. Эта группа нейротоксинов обнаружена в ядре кобр, бунгарусов, мамб и некоторых австралийских змей. По предложению Ли (1973), постсинаптические нейротоксины делят на две группы: «короткие» (или тип I) и :«длинные» (или тип II). Короткие нейротоксины состоят из

60—62 аминокислотных остатков и стабилизированы 4 дисульфидными связями, их молекулярная масса ~7000. Длинные нейротоксины состоят из 71—74 остатков аминокислот и имеют 5 дисульфидных связей (рис. 81). В яде кобр и мамб присутствуют

Рис. 81. Первичная структура нейротоксина II (Л) и нейротоксина I (Б) и яда среднеазиатской кобры (Naja oxiana) (по Е. В. Гришину и соавт., 1973, 1974)

нейротоксины обоих типов, тогда как в яде бунгарус только длинный нейротоксин — а-бунгаротоксин. Оба типа нейротоксинов обнаружены также в яде австралийской змеи Acanthophis antarcticus [короткий, состоящий из 63 аминокислотных остатков, Названный акантофин, и длинный (73 аминокислотных остатка)] (рис. 82). Однако по первичной структуре эти токсины несколько отличаются от нейротоксинов других элапид. Табл. 25 дает представление о распределении коротких и длинных нейротоксинов в ядах некоторых элапид и морских змей. Отметим, что в настоящее время установлена первичная структура более 50 индивидуальных нейротоксинов змеиных ядов, аминокислотная последовательность которых показывает высокую степень гомологии (табл. 25). Несмотря на это, короткие и длинные нейротоксины различаются по 222

Рис. 82. Трехмерная структура полипептидных нейротоксинов яда аспидов (по Хайдеру и Дафтону, 1980):

А — токсин «в» из яда Acanthop- his antarcticus (по Киму и Тамия, 1981); Б — структура пептидного остова а-кобротоксина из яда Naja п. siamensis по данным рентгеноструктурного анализа

антигенным свойствам (гомологичные антисыворотки не нейтрализуют нейротоксины другого типа), по ряду физико-химических характеристик, а также по количественным параметрам блокирования холинорецепторов. Как правило, короткие нейротоксины быстрее связываются с холинорецепторами скелетных мышц по сравнению с длинными, однако последние имеют более прочные параметры связывания. Добавление нейротоксина в раствор, омывающий нервно-мышечный препарат, приводит к прогрессивному снижению амплитуды ПКП, вплоть до полного блока синаптической проводимости (рис. 83). Постсинаптические нейротоксины избирательно воздействуют только на холинорецепторы субсинаптической мембраны, не затрагивая функционирования пресинапти-

Таблица* 25. Первичная структура постсинаптических нейротоксинов аспидов и

(«короткого» (62—4) и «длинного» (74—5) типов), выделенных на ядой морских змей

S и *

Mg §113 8| 5

Ks 5 £

Аминокислотная

Источник токсина и его шифр

Ю

о

to

8

последовательность

g8958 В

Bungarus multicinctus; а-бунгароток-

74-5

СИН

Ophiophagus Hannah; токсин а Naja naja oxiana; токсин I

73-5

73-5

Dendroaspis jamesoniir токсин II

72-5

Dendroaspis polylepis polylepis; ток-

72-5

син у

Dendroaspis viridis; токсин 4.7.3

72-5

Naja nivea; токсин a

Naja melanoleuca; токсин b

71-5

71 -5

Naja naja siamensis; токсин 3

71—5

Laticauda semifasciata; компонент

66—5

Ls III

Naja naja air а; кобротоксин

62-4

Laticauda semifasciata; эрабутоксин a

62-4

Laticauda laticaudata; латикотоксин a

62-4

Naja nigricollis; токсин a

61-4

Naja haje haje; токсин a

61-4

Hemachatus haemachat us; токсин II

61-4

Naja nivea; токсин p

Naja melanoleuca; токсин d

61-4

61-4

Naja naja oxiana; токсин II

61-4

Naja haje annulifera; токсин CM-14

61-4

Enhydrina schist os а; тбксин 4

60-4

Dendroaspis polylepis polylepis; ток

60-4

син a

Dendroaspis viridis; токсин 4.11.3

60-4

Dendroaspis jamesonii; токсин I

60-4

* Аминокислотные последовательности приведены в однобуквенном коде.

IVCH—TTATIPSSAVTCPP "

GENLC

TKCYVTPDVKSETCPA

ITCYKTPIPITSETCAP

RTCYKTYSDKSKTCPR

RTC—N KTFSDQSKICPP

GQDIC GQNLC GEDIC GENIC

RTCYKTPSVKPETCPHGENIC

ircf ITPDVTSQACPDG—HVC

IRCFITPDVTSQICADG—HVC

IRCFITPDITSKDCPNG—HVC

RECY——LNPHDTQTCPSGQEIC

LECHNQQSSQTPTTTGCSG RICFNQHSSQPQTTKTCPS RRCFNHPSSQPQTNKSCPP LECHNQQSSQPPTTKTCP— LECHNQQSSQPPTTKTCP— LECHNQQSSQPPTTKSCP— MIGHNQQSSQRPTIKTCP — MECHNQQSSQPPTTKTCP— LECHNQQSSQPPTTKTCS — MICHNQQSSQPPTIKTCP — MTCCNQQSSQ^KTTTNCA— RICYNHQSTTRATTKSCE —

GETNC GSESC GENSC GETNC GETNC GDTNC GETNC GETNC GETNC GETNC —ESSC —ENSC

RICYNHQSTTPATTKSC

RICYNHQSTTPATTKSC

—GENS

-GENS

YRKMWCDAFCSSRGKVVELGCAATCPSKK

YTETWCDAWCTSRGKRVDLGCAATCPIVK YTKTWCDAWCGSRGKVIELGCAATCPTVE YTKTWCDGFCSQRGKRVELGCAATCPKVK ytktwcdawcsqrgkrvelgcaatcpkvk

ytetwcdawcsqrgkreelgcaatcpkvk ytkmwcdnfcgmrgkrvdlgcaatcpkvk ytktwcdnfcasrgkrvdlgcaatcptvk ytktwcdafcsirgkrvdlgcaatcptvk yvkswcnawcssrgkvlefgcaatcpsvn.

YKKRWRD YNKQWSD ynkqwrd YKKVWRD YKKRWRD YNKRWRD YKKRWRD YKKQWSD YKKWWSD YKKRWRD YKKTWCD YKKYWRD

—PYEEVTCCST—DKCNHPPKRQPG

—PGVEIKCCST—DNCNPFPTWRKRP

—SYQDIKCCST—DDCNPHPKQKRP

—TGVEIKCCST —DYCN PFPVWN PR —AGVEIKCCST—DDCDKFQFGKPR

—AGVEIKCCST—DNCDPFPVKNPG

-PGVNIKCCSR—DNCNPFPTRKRS

-PGVNIKCCST—DNCNPFPTRNRP

—TGVDIQCCST—DNCNPFPTRKRP

—TGTEIKCCSA—DKCNTYP '

HRGYRTERGCGCPSVK— NGIEINCCTT—DRCNN

FRGTIIERGCGCPTVK-PGIKLSCCES—EVCNN

HRGTIIERGCGCPTVK-PGIKLTCCQS—EDCNN

HRGTIIERGCGCPTVK—PGIKLNCCTT-DKCNN

—HRGSITERGCGCPSVK— KGIEINCCTT-DKCNN

IIRGTIIERGCGCPTVK—PGINLKCCTT—DRCNN

HRGTIIERGCGCPSVK—KGVGIYCCKT—DKCNR

HRGTHERGCGCPSVK—KGVKINCCTT—DRCNN

HRGTIIERGCGCPKVK—PGVNLNCCRT—DRCNN

HRGTIIERGCGCPSVK—KGVGIYCCKT—NKCNR

HRGTRIERGCGCPQVK—PGIKLECCHT-NECNN

HRGTIIERGC GCPKVK—PGVGIHCCQS —DKCNY

CYKKTWSE — HRGTIIERGCGCPKVK —RGVHLHCCQS —DKCNN

CYKKTWSE -IIRGTIIERGCGCPKVK —QGIKLHCCQS —DKCNN

ческих нервных терминалей. Этот эффект проявляется не* только на периферическом уровне, но и в ЦНС. Так, введение яда кобры или его нейротоксических компонентов приводит к блоку рефлекторной передачи через спинной мозг, выражающемуся в снижении амплитуды моносинаптических потенциалов передних корешков. Однако на этом фоне тетанизация задних корешков вызывает реакцию посттетанической потенциации, что указывает на сохранность пресинаптических механизмов мобилизации и высвобождения медиатора (рис. 84). Существуют регионарные различия в чувствительности Н-холинорецепторов ЦНС и ВНС к нейротоксинам. Так, ганглионарные холинорецепторы по сравнению с нервно-мышечным соединением более устойчивы к действию нейротоксинов элапид, хотя специфическое связывание последних с симпатическими ганглиями имеет место. Связывание постсинаптических нейротоксинов наблюдается и в ЦНС позвоночных и беспозвоноч

ных (Aplysia), однако в некоторых случаях оно не сопровождается блокированием синаптической передачи. Этот эффект может быть связан с особенностями строения центральных и ганглионарных Н-холинорецепторов по сравнению с мионевральными, а также особенностями морфофункциональной организации различных отделов нервной системы. В последнее время из яда Bungarus mul- ticintus выделен нейротоксин каппа-бунгаротоксин (х-бунгароток- син) (Мг~6500, р/ 9,1), который в отличие от а-бунгаротоксина специфически и обратимо блокирует ганглионарные Н-холиноре- цепторы.

Высокая специфичность связывания нейротоксинов с холино- рецептором оправдывает тот интерес, который проявляют к этим соединениям исследователи, справедливо расценивая их как селективные маркеры определенных типов холинорецепторов. При этом выявляется видовая специфичность взаимодействия нейротоксинов

Рис. 83. Влияние нсйтроток- сина из яда кобры Naja n.sia- mensis на нервно-мышечную проводимость (по Лестеру, 1972):стрелкой отмечено добавление токсина (6-10-8 моль/л); двумя стрелками — отмывание токсина физиологическим растворомРис. 83. Влияние нсйтроток- сина из яда кобры Naja n.sia- mensis на нервно-мышечную проводимость (по Лестеру, 1972):стрелкой отмечено добавление токсина (6-10-8 моль/л); двумя стрелками — отмывание токсина физиологическим раствором

Рис. 83. Влияние нсйтроток- сина из яда кобры Naja n.sia- mensis на нервно-мышечную проводимость (по Лестеру, 1972):

стрелкой отмечено добавление токсина (6-10-8 моль/л); двумя стрелками — отмывание токсина физиологическим раствором

Рис. 83. Влияние нсйтроток- сина из яда кобры Naja n.sia- mensis на нервно-мышечную проводимость (по Лестеру, 1972):

стрелкой отмечено добавление токсина (6-10-8 моль/л); двумя стрелками — отмывание токсина физиологическим раствором

с хоДинорецепторами. Сравнительно-физиологические исследования Л. Г. Магазаника (1977) и других исследователей показали, что наибольшей чувствительностью к постсинаптическим нейротоксинам обладают холинорецептивные мембраны скелетной муску-

латуры позвоночных и их дериватов (электрических органов рыб). В то же время соматическая мускулатура морских моллюсков и сердце миноги устойчивы к их действию. Видовые различия в чувствительности отмечены также в опытах на ракообразных и разных представителях позвоночных (лягушки, цыплята, котята, крысы).

Прогресс в области установления пространственной структуры нейротоксинов методами рентгеновской кристаллографии, разрабЬтка методов введения в молекулу нейротоксинов радиоактивных, флуоресцентных и спиновых меток без существенной потери их сродства к холинорецептору позволили использовать эти токсины дл^ выяснения молекулярной организации субсинаптической мембраны. С помощью нейротоксина II из яда среднеазиатской кобры Naja oxiana, в молекулу которого были введены спиновые и флуоресцентные метки, удалось показать, что во взаимодействии

с холинорецептором участвует значительная часть молекулы токсина (рис. 85). В молекуле нейротоксинов принято различать функциональные и структурные инвариантные остатки. К первым относятся аминокислотные остатки, обеспечивающие узнавание холинорецептора и связывание с ним, — это так называемые функционально-инвариантные остатки, встречающиеся у большинства гомологичных нейротоксинов: Трп-29, Арг-37, Гли-38 и некоторые другие (табл. 25). К функционально-инвариантным относятся и остатки аминокислот, обеспечивающие антигенные свойства нейротоксинов. Частично эти антигенные детерминанты могут перекрываться с участками, несущими токсические свойства. Другие аминокислотные остатки называют структурно-инвариантными — они обеспечивают поддержание биологически активной конформации молекулы; в первую очередь сюда относятся остатки цистеина. Попытки определить «активный центр» нейротоксинов привели швейцарских ученых (Жюйера и соавт., 1982) к необходимости синтеза аминокислотной последовательности между позициями 16—48, дублирующей участок, полипептидной цепи «короткого» нейротоксина яда Naja п. philippinensis, который имел одну ди-

сульфидную связь Цис-17—Цис-40. Хотя связывание спптстш'с- ского аналога «активного центра» на 3 порядка отличалось от свя- зывания нативного токсина, синтетический пептид также конку-

Рис. 84. Влияние яда среднеазиатской кобры Naja oxiana (0.5 мг/кг) на рефлекторную передачу в спинном мозге кошки (по Орлову, Гелашвили, 1975):Рис. 84. Влияние яда среднеазиатской кобры Naja oxiana (0.5 мг/кг) на рефлекторную передачу в спинном мозге кошки (по Орлову, Гелашвили, 1975):

Рис. 84. Влияние яда среднеазиатской кобры Naja oxiana (0.5 мг/кг) на рефлекторную передачу в спинном мозге кошки (по Орлову, Гелашвили, 1975):

Рис. 84. Влияние яда среднеазиатской кобры Naja oxiana (0.5 мг/кг) на рефлекторную передачу в спинном мозге кошки (по Орлову, Гелашвили, 1975):

Рис. 85. Схема связывания нейротоксина П из яда кобры Naja oxiana с атецилхолиновым рецептором по данным ЭПР (по В. Т. Иванову и соавт., 1979)Рис. 85. Схема связывания нейротоксина П из яда кобры Naja oxiana с атецилхолиновым рецептором по данным ЭПР (по В. Т. Иванову и соавт., 1979)

Рис. 85. Схема связывания нейротоксина П из яда кобры Naja oxiana с атецилхолиновым рецептором по данным ЭПР (по В. Т. Иванову и соавт., 1979)

Рис. 85. Схема связывания нейротоксина П из яда кобры Naja oxiana с атецилхолиновым рецептором по данным ЭПР (по В. Т. Иванову и соавт., 1979)

/1 — моно- и полисинаптические потенциалы передних корешков спинного мозга: / — фон; 2 — через 5 мин после введения яда; 3- через 14 мин; 4—фоновая запись моносинаптического потенциала после предварительной тетаннзации задних корешков; 5 — через 6 мин; 6 — через 15 мин после введения яда; Б — течение реакции посттетанической потенциации до (7) и после введения (8) яда

рировал с другими лигандами (например, с а-бунгаротоксином) за связывание с холинорецептором.

Итак, холинорецепторы субсинаптической мембраны — точка

приложения действия постсинаптических нейротоксинов ядов элапид. Однако в блокировании синаптической передачи принимает участие и другая группа нейротоксинов элапид — преси- наптические нейротоксины.

Пре синаптические нейротоксины. Эта группа нейротоксинов менее однородна по химической структуре и механизму действия, чем постсинаптические. Кроме того, они отличаются и меньшей избирательностью действия — некоторые из них действуют и на постсинаптическом уровне.

Наиболее богаты пресинаптическими токсинами яды австралийских змей, среди которых известны тайпоксин из яда тайпана Oxyuranus s. scutellatus, нотексин и его аналоги из яда тигровой змеи Notechis s. scutatus. Пресинаптическим характером действия обладает яд Parademansia microlepidotus и, видимо, яд Pseudechis australis, в котором содержится миотоксический полипептид (122 аминокислотных остатка, Мт~ 13484)—мулготоксин. В яде азиатских змей хорошо изучен ^-бунгаротоксин из яда полосатого крайта Bungarus mult lei net us. Характерной особенностью тайпок- сина, нотексина, ^-бунгаротоксина является наличие фосфолипазной активности. Пресинаптическим действием обладает также фосфолипаза Л2 из яда среднеазиатской кобры Naja oxiana.

Рассмотрим* подробнее химическую структуру и механизм действия пресинаптических нейротоксинов элапид. Нотексин представляет собой одиночную полипептидную цепочку, состоящую из 119 аминокислотных остатков с 7 дисульфидными связями, молекулярная масса токсина 13 574. p-Бунгаротоксин является ковалентным комплексом двух субъединиц с молекулярной массой ~ 13 500 (120 аминокислотных остатков) и ~7000 (60 аминокислотных остатков). Наконец, тайпоксин состоит уже из трех нековалентно связанных полипептидных компонентов: а (Мг~ ~ 13 000, 119 остатков), р (Мг~ 13 400, 120 остатков) и у (Мг~ ~ 18300, 135 аминокислотных остатков). Нетрудно заметить, что общим для всех трех токсинов является компонент с молекулярной массой ~ 13 000 (~ 120 аминокислотных остатков), первичная структура которого имеет сходство с панкреатической фосфолипазой А. Однако «фосфолипазные» компоненты этих токсинов, впрочем, как и сама панкреатическая фосфолипаза А2, являются практически не токсичными. Для проявления токсичности необходимо наличие всех субъединиц в комплексе.

Пресинаптические токсины с фосфолипазной активностью вызывают характерное трехфазное изменение в высвобождении медиатора. Начальная фаза характеризуется снижением частоты МПКП и обусловлена связыванием токсина с пресинаптическим окончанием. Во время второй фазы наблюдается значительное увеличение частоты МПКП (например, в случае фосфолипазы А2 из яда Naja oxiana в сотни раз). Во время третьей фазы действия токсинов частота МПКП прогрессивно падает вплоть до полного их исчезновения. Конечную стадию третьей фазы связывают с истощением запасов медиатора в пресинаптической терминали, что в итоге приводит к развитию блока синаптической передачи. Какова роль фосфолипазной активности пресинаптических токсинов в обеспечении их действия? Химическая модификация аминокислотных остатков молекулы нейротоксинов, приводящая к ингибированию фосфолипазной активности, приводит в целом ряде случаев к снижению токсичности, но не к полной ее потере. Замена Са2* (кофактора фосфолипазы А2) в растворе на Sr2* хотя и снижает фосфолипазную активность тайпоксина, но не препятствует развитию его пресинаптического действия.

Существуют различные гипотезы, объясняющие механизм пре- синаптического действия фосфолипаз. Так, Келли и соавт. (1979) полагают, что в пресинаптическом окончании существует специфический’рецептор для токсина, связывание с которым ведет к начальному ослаблению секреции медиатора. Вторая фаза связана с гидролизом фосфолипидов, который происходит,вероятно, не только на поверхности мембраны, но и внутри самой терминали, когда туда проникают токсины. Здесь их мишенью становятся фосфолипиды мембран синаптических везикул, что ведет к начальному увеличению высвобождения медиатора, а затем к угнетению этого процесса в результате повреждения везикулярного аппарата. Электронная микроскопия действия пресинаптических токсинов показала увеличение размера везикул (возможно, за счет inr слияния) и уменьшение их количества в фазе облегчения. На поздних стадиях действия p-бунгаротоксина наблюдается разрушение везикул вплоть до полного их исчезновения. Отмечается также набухание и вакуолизация митохондрий моторных нервных терминалей.

Важное значение в пресинаптической блокирующей активности токсинов может иметь не только расщепление мембранных фосфолипидов, но и фармакологические эффекты образующихся при этом лизолецитина и жирных кислот.

Несомненно, что фосфолипазная активность пресинаптических токсинов играет важную роль в их миотоксическом действии, особенно характерном для нотексина и тайпоксина. Внутримышечное введение токсинов вначале приводит к значительному увеличению массы мышцы и развитию отека. В месте инокуляции яда наблюдается инфильтрация полиморфноядерными лейкоцитами. В течение нескольких последующих суток масса мышцы снижается ниже контрольного уровня, развиваются дегенеративные изменения, которые затрагивают преимущественно экстрафузальную мускулатуру, тогда как мышечные веретена бо'лее устойчивы к действию токсинов.

Деструкция мышечной ткани ведет к выраженной миоглобинурии и увеличению уровня лизофосфатидилхолина и лизо- фосфатидилэтаноламина. _

229229В отличие от этой группы в яде африканских мамб (Dendroaspis) содержатся также пресинаптические токсины, но лишенные ферментативной активности, однако имеющие структурное сходство с полипептидными ингибиторами протеаз. Так, пресинаптическии токсин из яда зеленой мамбы Dendroaspis angusticeps дендротоксин состоит из 59 аминокислотных остатков и содержит 3 дисульфидные связи. Близкие по структуре токсины выделены и из яда черной мамбы Dendroaspis р. polylepis. Эти токсины вызывают медленное монотонное увеличение высвобождения ацетилхолина из пресинаптических двигательных окончаний. Следует отметить, что в яде зеленой мамбы имеется также сильный полипептидный ингибитор ацетилхолинэстеразы— фасцикулин. Синергичное действие фасцикулина и дендротоксина на холинергическую передачу

229

229

16-546

в нейромышечном соединении обеспечивает основной токсический эффект яда мамбы.

Таким образом, пресинаптические окончания — еще одна мишень для действия нейротоксинов элапид. Однако и в пределах пресинаптической мембраны эти токсины имеют различные участки связывания. Изучение комбинированного действия нейротоксинов мамб (дендротоксина) и токсических фосфолипаз показало, что существуют по крайней мере два различных участка связывания: один для дендротоксина, p-бунгаротоксина и компонента СА кротоксина и второй для нотексина и компонента СВ кротоксина . Не исключено, что существует отдельный участок связывания и для тайпоксина. Множественность участков связывания пресинаптиче- ских токсинов не является неожиданной, если учесть различия в их химической структуре. Возможно, что у субъединичных токсинов существует 'разделение функций, когда один компонент отвечает за связывание, а другой — за гидролиз фосфолипидов.

Мембрано-активные полипептиды (МАП). Токсины этой группы найдены в ядах многих кобр и бунгарусов. Все они по химическому составу и структуре близки с «короткими» нейротоксинами элапид, но резко различаются фармакологическими свойствами, МАП имеют молекулярную массу 6000—7000, устойчивы к нагреванию в кислой среде. Мембрано-активные полипептиды обладают широким спектром фармакологической активности: гемолитической, кардиотоксической, цитотоксической, что нашло отражение в их названиях — гемолитические факторы, кардиотоксины, цитотоксины и др. В основе всех этих качеств МАП лежит их способность модифицировать поверхностные клеточные мембраны.

Сравнительный анализ химической структуры коротких нейротоксинов и МАП показывает, что различия во вторичной и третичной структуре этих полипептидов незначительны. Возможной причиной различий в фармакологической активности служат особенности их первичной структуры. МАП характеризуются высоким содержанием остатков лизина, распределенных равномерно по длине полипептидной цепочки, и гидрофобных аминокислотных остатков (валина, лейцина, метионина), но в них, как правило, отсутствуют триптофан, гистидин и глутаминовая кислота.

Характерным эффектом МАП является деполяризация возбудимых нервных и мышечных мембран (гладкой, поперечно-полосатой и сердечной мускулатуры). Известно, что фосфолипаза Аг, обычно присутствующая в яде кобр в сравнительно высоких концентрациях, также способна деполяризовать нервные и мышечные мембраны и блокировать нервную проводимость. Существует синергизм в действии фосфолипазы А2 и кардиотоксина. Следует подчеркнуть, что потенцирующее действие имеет место только при одновременном применении обоих агентов. При этом было установлено, что присутствие фермента лишь ускоряет наступление эффекта кардиотоксина, не оказывая влияния на его пороговую дозу (рис. 86).

Другая характерная особенность МАП — это их способность вызывать прямой гемолиз эритроцитов, что послужило основанием «*я термина «прямой литический фактор» (ПЛФ). В отличие от ^слых фосфолипаз А2, которые гемолизируют эритроциты за счет

образования литических продуктов гидролиза плазменных фосфолипидов (лизолецитина и др.), ПЛФ действует на отмытые от плазмы эритроциты. Следует учитывать, что в яде кобр, например Naja nigricollis, присутствует щелочная фосфолипаза А, которая ие только вызывает гемолиз отмытых эритроцитов, но и обладает кардиотоксическим действием.

Гемолитическая и кардиоток- сическая активность МАП, выделенных из различных ядов, существенно отличается, что обусловлено особенностью строения их активных центров. Известно, что структурные особенности МАП (их основной характер и обилие гидрофобных групп) обеспечивают связывание полипептидов с

Рис. 86. Синергизм в действии фосфолипазы А2 и кардиотоксина из яда кобры Naja п. atra на амплитуду ПД нерва (по Чангу и соавт., 1972):Рис. 86. Синергизм в действии фосфолипазы А2 и кардиотоксина из яда кобры Naja п. atra на амплитуду ПД нерва (по Чангу и соавт., 1972):/ — фосфолипаза А2 (0,05 мг/мл) и кардиотоксин (0,1 мг/мл) добавлены одновременно; 2 — кардиотоксин (0,5 мг/мл); 3 — кардиотоксин (0,1 мг/мл); 4 — фосфолипаза А2 (0,05 мг/мл) добавлена на 40 мин и отмыта за 5 мин до добавления кардиотоксина (0,1 мг/мл)/ — фосфолипаза А2 (0,05 мг/мл) и кардиотоксин (0,1 мг/мл) добавлены одновременно; 2 — кардиотоксин (0,5 мг/мл); 3 — кардиотоксин (0,1 мг/мл); 4 — фосфолипаза А2 (0,05 мг/мл) добавлена на 40 мин и отмыта за 5 мин до добавления кардиотоксина (0,1 мг/мл)мембраной за счет электростатического взаимодействия с последующим проникновением в мембранные структуры. Так, для кардиотоксинов из яда кобры Naja n.mossambica показано, что по крайней мере аминокислотная последовательность Лей-1—Тир-11 входит в контакт с липидами клеточных мембран, обеспечивая связывание токсина с субстратом.

Рис. 86. Синергизм в действии фосфолипазы А2 и кардиотоксина из яда кобры Naja п. atra на амплитуду ПД нерва (по Чангу и соавт., 1972):

Рис. 86. Синергизм в действии фосфолипазы А2 и кардиотоксина из яда кобры Naja п. atra на амплитуду ПД нерва (по Чангу и соавт., 1972):

/ — фосфолипаза А2 (0,05 мг/мл) и кардиотоксин (0,1 мг/мл) добавлены одновременно; 2 — кардиотоксин (0,5 мг/мл); 3 — кардиотоксин (0,1 мг/мл); 4 — фосфолипаза А2 (0,05 мг/мл) добавлена на 40 мин и отмыта за 5 мин до добавления кардиотоксина (0,1 мг/мл)

/ — фосфолипаза А2 (0,05 мг/мл) и кардиотоксин (0,1 мг/мл) добавлены одновременно; 2 — кардиотоксин (0,5 мг/мл); 3 — кардиотоксин (0,1 мг/мл); 4 — фосфолипаза А2 (0,05 мг/мл) добавлена на 40 мин и отмыта за 5 мин до добавления кардиотоксина (0,1 мг/мл)

Гемолитическая активность МАП зависит от участка молекулы между позициями 29—32, тогда как кардиотоксическое действие связано с аминокислотными остатками в позициях 26, 27, 37 и 48. Таким образом, литические и деполяризующие свойства молекулы МАП определяются различны*ми функциональными группами, которые в свою очередь могут быть неодинаково представлены в гомологичных МАП из разных ядов (табл. 26). Обращает на себя внимание, что для проявления литических свойств МАП основное значение имеет положительный заряд не всей молекулы, а ее «литического» центра.

Важным свойством МАП является их антагонизм к ионам кальция. Повышение концентрации Са2+ в омывающем растворе до 10 ммоль/л полностью ингибирует эффекты кардиотоксинов и целого яда. Поскольку активность фосфолипазы А2 повышается с увеличением концентрации Са2+, ингибирующее действие кальция, очевидно, направлено на кардиотоксин.

МАП способны разрушать не только естественные, но и искусственные фосфолипидные мембраны, состоящие из клеточного мо-

Таблица 26. Корреляция между литической активностью различных кардиотоксинов (ПЛФ) и зарядом аминокислотной последовательности в позиции 29—32

Источник токсина и его шифр

Гемолитическая активность *

Заряд молекулы

Последовательность 29—32

аминокислоты **

заряд

Naja niuea

Vi11

+ -

6 ‘

STST

0

Naja т. rnossam-

v2n

+ -

7+

ATRM

0

Vi11

+ -

10+

ААРМ

0

bica

У2Ы

+

10-

GASK

1+

Naja melanoleuca

v4n

+

10+

SKKM

2+

V,n

+

6+

SKST

1 +

Naja n. siamensis

3.20

+

11 +

FPKK

2+

CTX III

—

7+

SDLT

1-

CTX IV

—

9+

SANT

0

Hemachatus haemachatus

12B

+

11 +

КМРК

2+

* (-1)—слабая; ( + )—сильная; (—)—отсутствует.

* Аминокислоты даны в однобуквенном коде.

нослоя. Так, кардиотоксин из яда среднеазиатской кобры N. oxiana увеличивает проводимость искусственных фосфолипидных мембран для катионов и совместно с фосфолипазой А2 уменьшает среднее время жизни искусственных мембран.

Механизм деполяризующего действия МАП на клеточные мембраны связывают с увеличением тока входящего Са24-, возможно, через поры (каналы), которые токсин формирует в мембране; кроме того, определенную роль может играть кальций, высвобождающийся во время деполяризации из саркоплазматического ретикулума.

Изучение цитотоксического действия МАП показало, что некоторые из них, например из яда индийской кобры Naja naja, обладают повышенной активностью по отношению к опухолевым клеткам. Эта цитотоксическая фракция способна даже «различать» близкородственные типы колоний клеток саркомы Яшида. Различная чувствительность к цитотоксинам кобр наблюдается и среди нормальных клеток, например эритроцитов. Так, видовые различия чувствительности эритроцитов имеют следующий вид (в порядке убывания): морская свинка > собака > человек. > кролик > верблюд > баран. Это обстоятельство позволяет использовать цитотоксины для выяснения функциональной архитектуры мембран нормальных и опухолевых клеток, а также видовых особенностей организации клеточных мембран.

Одним из характерных свойств МАП и фосфолипазы А2 является необходимость их одновременного присутствия в среде для достижения максимального эффекта. Это дает возможность предположить, что МАП не только модифицирует мембраны, но также служит посредником для связывания энзима с мембранным суб- 232

стратом. Подобные функции могли бы выполнять катионные группы МАП, участвуя в активации энзима ионами кальция через образование комплекса энзим — Са2+ — субстрат.

Таким образом, МАП обладает способностью «вскрывать» поверхностные структуры мембран, обнажая фосфолипидный субстрат для атаки фосфолипазой А2. Синергизм в действии МАП и фосфолипазы, всегда присутствующей в цельном яде, объясняет его деполяризующее действие на клеточные мембраны.

Другие биологически активные вещества яда элапид. Кроме рассмотренных токсинов в яде элапид присутствуют и другие белковые компоненты, обладающие выраженной биологической активностью. В первую очередь сюда относятся ферменты (см. табл. 23), из которых ведущую роль в обеспечении токсического действия играют гиалуронидаза, ацетилхолинэстераза и фосфолипаза.

В яде кобр содержится фактор роста нервов, стимулирующий рост афферентных и симпатических нервных клеток. Фактор роста— белок с молекулярной массой — 28 000— содержит остатки аминосахаров и гексоз. Присутствие этого фактора в ядовитых железах змей не покажется неожиданным, если вспомнить, что они являются гомологами слюнных желез. Последние же у некоторых животных (особенно у мышей-самцов) также секретируют белковый фактор роста нервов. Возможно, что экскреторные функции слюнных и ядовитых желез обеспечивают выведение избыточных количеств этого фактора из организма.

Большой интерес представляют факторы яда кобры, воздействующие на систему комплемента. В настоящее время известно 3 таких фактора: фактор яда кобры, высокомолекулярный фактор и ингибитор из яда кобры. Эти факторы имеют различную молекулярную массу и отличаются по воздействию на систему комплемента. Фактор яда кобры имеет молекулярную массу — 144 000, он вызывает резкое падение уровня СЗ компонента комплемента, удерживающееся в течение нескольких суток. Механизм действия этого фактора близок к действию фермента СЗ-конвертазы, активирующего СЗ естественным путем. Однако в отличие от природных компонентов комплемента фактор яда кобры не ингибируется специфическими инактиваторами, лимитирующими цикличность активации комплемента. Это в определенной мере объясняет пролонгированный эффект фактора яда. Высокомолекулярный фактор действует на ранних стадиях активации комплемента, его молекулярная масса — 800 000, а эффект составляет 3% от общей анти- комплементарной активности яда кобры. Наконец, ингибитор комплемента — термолабильный гликопротеид с молекулярной массой —26 000: образующий необратимый комплекс с компонентами комплемента СЗ, С4 и их активными фрагментами СЗЬ и С4Ь. Антикомплементарные свойства яда кобры находят применение в иммунологических исследованиях.

В яде элапид содержатся также факторы, оказывающие влияние на свертывающую систему крови. Наблюдаются определенные различия в действии на систему гемостаза яда австралийских

элапид и кобр. Так, в яде тигровой змеи Notechis scutatus содержится сильный коагулянт, которому для превращения протромбина в тромбин необходимы только фактор V и ионы кальция. Еще более сильным действием обладают тайпоксин из яда Oxyuranus scu- tellatus и яд коричневой змеи Pseudonaja textilis, которые переводят протромбин в тромбин даже в отсутствие факторов свертывания, в том числе и кальция. В отличие от этих ядов яд кобры замедляет свертывание крови, что связывают с торможением образования тромбопластина, а также фибриногенолитической и фибринолитической активностью яда*

ЯД МОРСКИХ ЗМЕЙ (HYDROPHIDAE)

Клиника отравления. В южных широтах от укусов морских змей чаще всего страдают рыбаки, особенно в Индийском океане. Несмотря на распространенное мнение о неагрессивности морских змей, их укусы отнюдь не редкость (табл. 27).

Таблица 27. Частота укусов морскими змеями в Малайзии (по Саваи, 1979)

Годы наблюдения

Общее число укусов

Смертность, %

1957-1964

1966—1969

1970—1975

101

158

105

8(7,9)

5(3,2)

3(1,9)

Совершенствование методов лечения (особенно применение сывороток) привело к снижению смертности, хотя общее число поражений существенно не изменилось.

При отравлении ядом морских змей, как правило, местные явления (боль, отек) отсутствуют. Характерными симптомами отравления являются двигательные расстройства, затруднение речи и дыхания, тонические спазмы жевательной мускулатуры, птоз, увеличение гематокрита, миоглобинурия особенно при укусах Enhyd- rina schistosa. Смерть наступает от периферического паралича дыхательной мускулатуры. Первые признаки отравления появляются спустя уже 30 мин после укуса. Введение лечебной сыворотки в течение первых 5 часов резко повышает шансы пострадавшего на выздоровление. В настоящее время такие сыворотки выпускаются в целом ряде стран. Интересно, что сыворотка против австралийской элапиды Notechis s. scutatus нейтрализует яды некоторых морских змей: Е. schistosa, Lapemis hardwickii и Hydrophys суапо- cinctus.

Химический состав и механизм действия. Симптоматика отравления ядом морских змей напоминает таковую при поражениях ядом элапид. Это сходство в первую очередь обусловлено высокой степенью гомологии между нейротоксинами элапид и морских змей 234

^табл. 30). Несколько особняком стоит токсин LsIII из яда плоскохвоста Laticauda semi^asclatd, состоящий из 66 аминокислотных остатков и 5 дисульфидных связей. В то же время некоторые биологические особенности морских змей (небольшое количество выделяемого ими яда) делают их менее опасными, чем элапиды, хотя яд морских змей довольно токсичен (табл. 28).

Таблица 28. Ядопродуктивность „токсичность некоторых морских змеи (по Тамия и Пафферу, 1974)

————

Количество яда

Вид

Масса тела, г

J

жидкий, мд

сухой остаток, мг/мл

DL5o*. мкг/г

Aipysurus laevis

Hydrophis belcheri

200-840

360-520

0,05 0,01 0,02 0,05

132

244

277

0,13 0,24 0,12

Hydrophis elegans Hydrophis ornatus

330

770

166

0,16

* Внутримышечно мышам.

Во избежание потерь яда Тамия и Паффер (1974) получали его, отсасывая с кончика зуба змеи с помощью микропипетки. Другим путем пошли Ту и др. (1976), которым для получения около 8 г сухого яда пришлось выделить ядовитые железы у 3074 особей двухцветной пеламиды Pelamis platurus.

' У экспериментальных животных целые яды морских змей и выделенные из них нейротоксины вызывают блок нервно-мышечной передачи, скорость развития которого носит дозазависимый характер (рис. 87). Причиной паралича является блокирование нейротоксинами холинорецепторов субсинаптической мембраны мионеврального синапса. Следовательно, по характеру действия нейротоксины морских змей относятся к постсинаптическим токсинам змеиных ядов. Отмечая сходство в структуре и механизмах действия нейротоксинов морских змей и элапид, следует указать на различия в их антигенной активности.

На рис. 88, А жирным кружком обозначены аминокислотные остатки гомологичных нейротоксинов, обеспечивающие их общие антигенные свойства. Эти аминокислотные остатки встречаются у большинства нейротоксинов. Специфические антигенные свойства эрабутоксина «в» связаны с Арг-1, Глн-12, Глн-28, Сер-57 и Глу-58 (заштрихованные кружки на рис. 88, А). Молекула эрабутоксина «в» имеет плоскую пространственную структуру (рис.88,А), при этом функционально-инвариантные аминокислотные остатки, обеспечивающие связывание токсина с холинорецеп- тором, ориентированы на одну сторону молекулы [знак ( + ) на

Рис. 87. Блокирующее действие эрабутоксина «в» из яда Laticau- da semifasciata на нервно-мышечную передачу в изолированной двубрюшной шейной мышце цыпленка (по Харви и соавт., 1978): по оси ординат — время, необходимое для снижения на 50% амплитуды сокращений мышцы на непрямое раздражениеРис. 87. Блокирующее действие эрабутоксина «в» из яда Laticau- da semifasciata на нервно-мышечную передачу в изолированной двубрюшной шейной мышце цыпленка (по Харви и соавт., 1978): по оси ординат — время, необходимое для снижения на 50% амплитуды сокращений мышцы на непрямое раздражение

Рис. 87. Блокирующее действие эрабутоксина «в» из яда Laticau- da semifasciata на нервно-мышечную передачу в изолированной двубрюшной шейной мышце цыпленка (по Харви и соавт., 1978): по оси ординат — время, необходимое для снижения на 50% амплитуды сокращений мышцы на непрямое раздражение

Рис. 87. Блокирующее действие эрабутоксина «в» из яда Laticau- da semifasciata на нервно-мышечную передачу в изолированной двубрюшной шейной мышце цыпленка (по Харви и соавт., 1978): по оси ординат — время, необходимое для снижения на 50% амплитуды сокращений мышцы на непрямое раздражение

рис. 88, Л], тогда как большинство антигенных детерминант направлено в противоположную сторону [знак (—) на рис. 88, Л].

Кроме коротких нейротоксинов типа эрабутоксина «в» яд Lati- cauda semifasciata содержит два полипептида с молекулярной массой ~ 10 000, состоящие из ~ 100 аминокислотных остатков, которые блокируют нервно-мышечное соединение на два порядка слабее, чем эрабутоксин. В паралитических дозах (50 мкг/кг) эра- бутоксин «а» вызывает у кроликов длительный (10—20 ч) паралич дыхательной мускулатуры, не снимающийся ‘антихолинестеразными препаратами. Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы носят вторичный характер. Это можно отнести и к действию нейротоксинов других морских змей ^пела- мистоксин «а» из яда Pelamis platu- rus и др.).

Яд Enchydrina schislosa блокирует синаптическую передачу в симпатических ганглиях, однако для достижения эффекта необходимы дозы большие, чем вызывающие нервно-мышечный блок. Это еще раз указывает на различия в молекулярной организации периферических и ганглионарных Н-холиноре- цепторов. Присутствующие в яде постсинаптические нейротоксины — энгидротоксины «а», «в» и «с» — имеют DL50 42, 45 и 52 мкг/кг соответственно. Их токсическое действие связано с необратимым блоком нервно-мышечной передачи в холинергических синапсах.

Яд Е. schislosa обладаетЯд Е. schislosa обладаетмиотоксическим эффектом, обуслов

Яд Е. schislosa обладает

Яд Е. schislosa обладает

ленным активностью фосфолипазы А. Последняя вызывает структурные нарушения в диафрагме (некроз миофибрилл, инфильтрацию фагоцитами, набухание митохондрий). Эти изменения наблюдаются уже через 6 ч после введения фосфолипазы в дозе 400 мкг/кг.

Миотоксическая фосфолипаза состоит из 119 аминокислотных остатков, имеет 7 дисульфидных связей и гомологична по своей структуре фосфолипазам из яда элапид. Миотоксическое действие фосфолипазы усугубляет тяжесть отравления ядом Е. schislosa.

В целом яды морских змей по химическому составу и механизмам действия напоминают яды элапид, что подчеркивает филогенетическую близость семейств Elapidae и Hydrophidae.

Рис. 88. Трехмерная структура эрабутоксина «в» из яда плоскохвоста Laticauda semifascita

А — ковалентная структура (по Абе и Тамия, 1979); Б — структура пептидного остова по данным рентгеноструктурного анализа (по Хайдеру и Лафтону.

1980)

ЯДЫ ГАДЮК (VIPERIDAE) И ЯМКОГОЛОВЫХ ЗМЕЙ (CROTALIDAE)

Клиника отравления. Механизмы поражающего действия яда гадюк и ямкоголовых (гремучих) змей имеют целый ряд общих Черт, отличающих их, в свою очередь, от действия ядов элапид и Морских змей. Эти отличия обусловлены своеобразием химического состава ядов, который у гадюк и гремучников характеризуется Высоким содержанием протеолитических ферментов различной Субстратной специфичности. Кроме ферментов в их яде присутствуют нейротоксические компоненты, обладающие высокой актив-

ностью и в целом ряде случаев обеспечивающие летальный эффект ядов. Ниже приведены основные симптомы отравления ядом гремучих змей (по Расселу и др., 1970), свидетельствующие о сложной картине интоксикации, затрагиваемой важнейшие системы организма:

Симптомы

Частота встречаемости, %

Симптомы

Частота встречаемости. %

Отек

74

Падение АД

54

Местная боль

65

Лимфоденит

40

Общая слабость*

70

Гипокоагуляция

37

Нарушение пульса

60

Некрозы

27

Парестезия

63

Нарушение дыхания

40

Головокружение,

Снижение гемоглобина

37

обмороки

57

Уменьшение числа тром

Тошнота, рвота

42

боцитов

42

В отличие от яда элапид и морских змей отравление, вызванное ядом гадюк и гремучников, характеризуется геморрагическим отеком и некрозом тканей в зоне инокуляции яда. Наряду с местными симптомами поражения при тяжелых формах на первый план .выступают признаки системного отравления. По мнению большинства отечественных (3. С. Баркаган, 1967; А. Т. Бердыева, 1974; М. Н. Султанов, 1977) и зарубежных (Расселл, 1975, и др.) специалистов, развитие шокового состояния при интоксикации ядами гадюк и гремучников является наиболее угрожающим патологическим процессом. Среди основных факторов, могущих привести к развитию шока при отравлении змеиными .ядами, Рассел указывает следующие: 1) развитие сердечной недостаточности; 2) снижение венозного возврата; 3) нарушение структуры и функций форменных элементов крови; 4) сгущение крови; 5) тромбоэмболии; 6) дисбаланс электролитов; 7) аутофармакологические реакции; 8) угнетение функций ЦНС; 9) снижение (увеличение) периферического сопротивления; 10) уменьшение объема циркулирующей крови.

Присутствие в ядах токсических компонентов, обладающих как нейротропными и кардиотропными, так и энзиматическими (протеазы) свойствами, обусловливает развитие цепи сопряженных и взаимно связанных патологических процессов.

Высвобождение из тканей под действием ядов биологически .активных веществ (гистамин, брадикинин и др.) приводит к падению АД, увеличению сосудистой проницаемости, нарушению трофики тканей из-за расстройства микроциркуляции. Прямое действие ядов на ткани в сочетании с аутофармакологическими реакциями способствует развитию обширного отека в пораженной части тела, сопровождающегося обильной плазмо- и кровепотерей. Важное значение в развитии геморрагических отеков большинство исследователей придает протеолитическим компонентам ядов. Под действием геморрагических факторов яда происходит ферментатив- 538

ный разрыв базальной мембраны капилляров с последующим диа- педезом эритроцитов, как это показано, например, для целого яда Trimeresurus flavoviridis и его активных компонентов. Следует подчеркнуть, что одновременно может тормозиться агрегация тромбоцитов, препятствующая образованию полноценного тромба. На фоне поражения почек (гломерулонефриты) развиваются существенные сдвиги водного и электролитного баланса организма, воз- 'никают тяжелые дистрофические изменения в паренхиматозных органах. Особенно угрожающие размеры приобретают в жарком климате нарушения водно-солевого баланса (Бердыева, 1977). Баркаган (1967) подчеркивает, что как бы ни был многогранен механизм токсического действия яда гадюк и гремучников «...лечащий врач всегда должен считаться с тем, что перед ним находится больной с обильной внутренней кровопотерей и глубоким нарушением свертываемости крови». Определенную роль в развитии отравления играет влияние ядов на форменные элементы крови, приводящие к нарушению структурной и функциональной целостности их мембран и появлению в периферической крови патологически измененных клеток. Сгущение крови, повышение ее вязкости и уменьшение объема циркулирующей крови приводит к нарушению функций сердечно-сосудистой системы, осложняемому поражающим действием ядов на стенки кровеносных сосудов и сердечную мышцу. Естественно, что геморрагический синдром, развивающийся при отравлениях ядами гадюк и гремучников, не исчерпывает всю полноту и сложность картины интоксикации, в которой следует учитывать и действие ядов на нервную, эндокринную и другие системы организма.

При отравлении ядами гадюковых и гремучих змей важное значение приобретает патогенетическая терапия, направленная на восстановление объема циркулирующей крови, ее свертываемости и осмотического давления, купирование тромбогеморрагического синдрома, а также восстановление микроциркуляции в жизненно важных органах. С этой целью обычно рекомендуют применять гепаринотерапию с последующими массивными гемотрансфузиями, внутривенное введение альбумина и фибриногена, включение противошоковых мероприятий. Первые исследования противоядного действия гепарина в нашей стране были проведены в 1962 г. Е. Н. Павловским с сотрудниками. Хорошие результаты при лечении отравлений змеиными ядами дает применение футлярной пени- .ЦИллин-Новокаин-гпдрокортизоновой блокады на фоне интенсивной жидкостной и медикаментозной терапии.

Наиболее прогрессивным и эффективным методом лечения отравлений ядами гадюк и гремучих змей является, несомненно, серотерапия. Сыворотки против этих ядов выпускаются во многих странах, в том числе и в СССР. Так же как и при отравлениях ядами элапид, эффективность серотерапии при поражениях ядами гадюк и гремучников существенно повышается в результате введения сыворотки в кратчайшие сроки после укуса. К сожалению, опасность развития анафилактической реакции и в этом случае не

снимается, что следует учитывать при серотерапии. В качестве эффективного способа лечения геморрагий при укусах змей можно рекомендовать комбинированное применение сывороток с ингибиторами сериновых протеиназ. Действенность такой смеси повышается при ее предварительной инкубации. Имеются сведения и об антигеморрагическом действии комплексонов (ЭДТА, а-меркапто- -р-(2-фурил)-акриловой кислоты), ингибирующих металлопротеа- зы ядов.

Среди мер оказания первой помощи Баркаган (1967) рекомендует энергичное раннее отсасывание яда из ранки в течение 5—7 мин. Очень важно придать полную неподвижность пораженной конечности (наложение шины и др.) для уменьшения дренирования яда лимфатической системой. Наложение жгута категорически противопоказано. Самое главное — как можно быстрее доставить больного в медицинское учреждение.

Химический состав и механизмы действия» Токсические полипептиды. Исторически первым нейротоксином, имеющим субъединичную природу, был кротоксин, выделенный в 1938 г. Слотта и Френкель-Конрат из яда южно-американской гремучей змеи Сго- talus durissus terrificus. Дальнейшими исследованиями, проведенными в лаборатории Габермана и других лабораториях, было выяснено, что кротоксин — нековалентный комплекс между кислым и щелочным белками. Щелочной белок — кротоксин В (СВ) с р/ 8,6 является фосфолипазой А2. Этот компонент воспроизводит все фармакодинамические эффекты кротоксина, хотя и в более высоких дозах. Кислый белок — кротапотин, или кротоксин А (СА), с р/ 3,4—3,7 не обладает ни токсичностью, ни энзиматической активностью. В присутствии щелочной фосфолипазы А2 кротоксин А образует с ней комплекс, в котором восстанавливаются высокая токсичность и физико-химические свойства природного кротокси- нового комплекса (табл. 29). Поскольку при образовании комплекса

Таблица 29. Токсичность и энзиматическая активность отдельных компонентов кротоксина и рекомбинированного комплекса

Компоненты

Активность фосфолипазы А2, мэкв/мин/мг

DL5o. мкг/г мыши

Кротоксин В (СВ)

670*30

0,54

Кротоксин А (СА)

0

10

Комплекс СВ + СА

369*20

0.09

токсичность фосфолипазы увеличивается, а ее энзиматиче- сьая активность уменьшается, кротоксин А был назван первоначально кротапотином — crotapotin: CROTAlus, POTentiales, INhi- bition. По современным представлениям кротоксин А предотвращает неспецифическую сорбцию кротоксина В, в результате чего повышается специфическое связывание нейротоксической фосфолипазы с рецепторными пресинаптическими участками.

Кротапотин состоит из трех ковалентно связанных полипептид- «ых цепей, содержащих 40, 34 и 14 аминокислотных остатков. Молекулярная масса 6450. Фосфолипаза А2 (кротоксин В) включает 123 аминокислотных остатка, молекулярная масса — 14 350.

Кротоксин обладает более сложным действием на нервно-мышечную передачу, чем пресинаптические токсины элапид. Наряду «с характерным трехфазным действием на высвобождение медиатора из нервной терминали кротоксин способен блокировать мышечное сокращение и при прямом раздражении. Под влиянием кротоксина снижается чувствительность концевой пластинки к экзогенному ацетилхолину, одновременно падает возбудимость мышечных мембран в ответ на прямое раздражение, однако этот эффект не сопровождается изменением мембранного потенциала.

Кроме кротоксина в яде Crotalus d. terrificus содержатся еще два токсических компонента — гироксин и кротамин. Гироксин (молекулярная масса ~ 33 000) лишен энзиматической активности и вызывает поражение вестибулярного аппарата (лабиринтов). Кротамин — полипептид, состоящий из 42 аминокислотных остатков, его молекулярная масса ~4880. По своим фармакологическим свойствам кротамин отличается от кротоксина. Действие кротами- на характеризуется возникновением клонических судорог, которые после кратковременной смены параличом вновь возобновляются и могут длиться у мыши до 24 ч. Кротамин вызывает стойкую деполяризацию мышечных мембран, блокируемую ТТХ. Вытеснение Са2^ из мышечных мембран также может служить одной из причин развития судорожного состояния при действии кротамина.

Субъединичный токсин—мойяветоксин— содержится в яде гремучей змеи Crotalus scutulatus scutulatus. Мойяветоксин обладает пресинаптическим действием и, подобно другим пресинапти- ческим токсинам змеиных ядов, состоит из кислой и щелочной субъединиц. Кислая субъединица А — нетоксический белок, щелочная субъединица В — токсическая фосфолипаза. Так же как и компоненты кротоксина, субъединицы мойяветоксина рекомбинируют с сохранением исходной токсичности. Интересно, что существует значительная разница в токсичности яда Crotalus s. scutulatus, обитающих в США в штатах Калифорния, Юта, Невада и на юго-западе штата Аризона, от яда змей этого же вида, но обитающих между городами Тусон и Феникс (Аризона). По морфологическим признакам эти змеи не различаются. Между тем у первых DL50 яда составляет 0,25 мк/кг и в картине отравления превалируют нейрологические симптомы (яд типа А), тогда как у вторых DL50 яда — 3,3 мг/кг и поражение характеризуется преимущественно местными симптомами (отеки, некрозы и т. д.) —тип В. Эти различия хорошо коррелируют с высокой протеолитической активностью яда типа В и ее практически полным отсутствием в яде типа А, кроме того, мойяветоксин присутствует только в последнем. Важность этих фактов для выбора правильной тактики лечения укусов, казалось бы, одним и тем же видом змеи не подлежит сомнению.

Нейротоксические полипептиды имеются и в ядах других гремучих змей, например Crotalus h. horridus, С. adamanteus.

Перейдем к рассмотрению токсических полипептидов яда гадюк. Среди них интерес представляет каудоксин— нейротоксический полипептид из яда южно-африканской гадюки Bitis caudalis. Его молекулярная масса 13 332, состоит из 121 аминокислотных остатков и содержит 7 дисульфидных связей. Каудоксин обладает фосфолипазной активностью и его DL5o 0,18 мг/кг. По своему фармакологическому действию это пресинаптический токсин, блокирующий высвобождение ацетилхолина из двигательных нервных окончаний. При низком содержании Са2+ в растворе действие каудоксина характеризуется трехфазностью, типичной для преси- наптических токсинов. Однако в отличие от них каудоксин обладает сравнительно низким миотоксическим действием.

Другой токсин — випоксин— двухкомпонентный нейротоксин. Он выделен из яда носатой гадюки Vipera ammodytes. Випоксин состоит из нетоксического кислого белка и щелочной фосфолипазы А2, обладающей пресинаптическим действием.

Сам випоксин пресинаптическим действием не обладает, а проявляет постсинаптическую блокирующую активность. Содержание випоксина в целом яде достигает 16%, а его высокая токсичность (0,4 мг/кг) свидетельствует, что это основной летальный компонент яда.

Активный двухкомпонентный токсин, содержащий субъединицу с фосфолипазной активностью, выделен также из яда палестинской гадюки Vipera palaestinae. Другой токсический компонент этого яда — виперотоксин — полипептид, состоящий из 108 аминокислотных остатков (молекулярная масса 12 000), — вызывает гемодинамические расстройства, приводящие к летальному исходу.

Среди ядов других гадюк следует указать также на яд эфиопского подвида эфы Echis carinatus, содержащий белковый токсин, блокирующий нервно-мышечную передачу по постсинаптическому типу.

Рассмотрим энзиматические компоненты яда гадюк и ямкоголовых змей, также формирующих клиническую картину отравления этими ядами.

Протеазы ядов. Гадюки и гремучники вызывают местное повреждение тканей, геморрагические отеки, мионекрозы, а также обладают фибриногенолитическим, фибринолитическим, коагулирующим и брадикининлибераторным действием. Ведущую роль в этих патологических процессах играют протеолитические ферменты ядов, которые можно разделить на две группы: сериновые протеазы и металлопротеазы. Сериновые протеазы — термолабильные эндопептидазы, активные по отношению к синтетическим субстратам аргининовых эфиров. Эти протеазы ингибируются фосфорорганическими ингибиторами и по характеру действия близки с тромбиноподобными ферментами и кининогеназами.

Вторая группа протеаз змеиных ядов — термолабильные белки, гидролизующие белковые субстраты (казеин, гемоглобин, инсулин 242

^ Др-), их активность ингибируется комплексонами. Это металлов Протеазы, активность которых проявляется в присутствии двухвалентных металлов, например Са2+, необходимых для поддержания биологически активной конформации молекулы фермента. Металл ^опротеазы лишены аргининэстеразной активности, они действуют на пептидные связи, образованные остатками лейцина и фенилаланина, в некоторых случаях серина и глицина. Так, батропазин^ кислая металлопротеаза из яда гремучей змеи Bothrops jararaca, гидролизует следующие связи в В-цепи инсулина: Гис-5 — Лей-6; Гис-10 — Лей-П; Ала-14 — Лей-15; Тир-16 — Лей-17; Фен-24^ — Фен-25.

• По специфичности действия батропазин резко отличается от протеазы А, которая также присутствует в этом яде, но является аргининэстеразой и гидролизует связь Арг-22—Гли-23. Между различными металлопротеазами существуют некоторые отличия. Так, например, а-протеиназа из яда техасского гремучника Crota^ lus atrox в отличие от батропазина гидролизует пептидную связь Гли-23 — Фен-24, а не Фен-24 — Фен-25. Более существенные отличия найдены между батропазином и Н2-протеиназой из яда хабу Trimeresurus flauoviridis, которая расщепляет связь Асн-3—Глн-4, не атакуемую батропазином, но в свою очередь не активна против Гис-5 — Лей-6 и Тир-16 — Лей-17. Существуют отличия также и в действии протеиназ из яда щитомордника Aghistrodon halys blomhoffii и батропазином. Однако и при существовании различий общим для металлопротеиназ змеиных ядов является предпочтительный гидролиз пептидных связей, содержащих аминогруппы лейцина и фенилаланина.

Относительное содержание сериновых протеаз и металлопро- теаз в ядах змей может довольно сильно варьировать. Например, в яде обыкновенной гадюки Vipera berus 75% всей протеолитической активности приходится на металлопротеазы и 25%—на сериновые протеазы. Обратное соотношение наблюдается в яде среднеазиатской гюрзы Vipera lebetina, где на долю металлопро- теаз приходится всего 15% тотальной .протеолитической активности, тогда как сериновые протеазы обеспечивают. 85% активности яда. В яде гюрзы имеется две сериновые гидролазы. Одна из них обладает протеолитической активностью в отношении казеина и эффективно гидролизует аргининовые эфиры. Другой фермент лишен казеинолитической и аргининэстеразной активности, но специфически образует брадикинин из кининогена; таким образом, это истинная кининогеназа (Э. П. Сийгур и соавт., 1982). Следует иметь в виду, что в нативном яде змей могут содержаться ингибиторы сериновых протеиназ. Так, ингибиторы протеиназ, выделенные из яда носатой гадюки V. ammodytes, не уступали по своей активности ингибиторам трипсина из поджелудочной железы.

Действие ядов на свертывающую систему крови. Сериновые протеазы играют важную роль в действии змеиных ядов на свертывающую систему крови (табл. 30). Протеазы ядов могут вызывать нарушение нормального процесса свертывания крови и

фибринолиза, приводя к тромбоэмболиям или геморрагиям. Исследования, проведенные в последние годы, позволили уточнить механизмы действия ряда гемокоагулирующих змеиных ядов и наметить новые пути диагностического и терапевтического их применения. Известно, что характер гемокоагулирующего действия змеиных ядов в большей степени зависит от способа исследования in vivo или in vitro, дозы яда, возраста отравленного животного или человека и, как было установлен^ в последнее время, возраста самой змеи. При введении в организм яд большинства га- дюковых и некоторых гремучих змей оказывает двухфазное действие на свертываемость крови — вначале вызывает внутрисосудистое свертывание, а затем кровь на длительное время может терять способность к свертыванию. Протеазы змеиных ядов (ЯЗ) действуют на разные звенья гемокаогуляционного каскада:

тромбопластин ЯЗфХ-фХапротромбинтромбопластин ЯЗфХ-фХапротромбинЯЗIЯЗIЯЗфУа -*фУ► тромбин —ЯЗфУа -*фУ► тромбин —фХШфХШСа2+Са2+

тромбопластин ЯЗ

фХ-фХа

протромбин

тромбопластин ЯЗ

фХ-фХа

протромбин

ЯЗ

I

ЯЗ

I

ЯЗфУа -*фУ

► тромбин —

ЯЗфУа -*фУ

► тромбин —

фХШ

фХШ

Са2+

Са2+

ЯЗЯЗфибриноген -фибриноген -фХШафибрин5 |(+фибрино- -*- фибрин

ЯЗ

ЯЗ

фибриноген -

фибриноген -

пептиды)

Так, тромбоцитин из яда Bothrops atrox, подобно тромбину, вызывает агрегацию тромбоцитов, напротив экарин из яда эфы Echis carinatus, активируя протромбин, уменьшает агрегацию тромбоцитов. Способность активировать протромбин, переводя его в тромбин, обнаружена у змей сем. Elapidae и Colubridae, тогда как яды гадюк и гремучников, за исключением эфы, такой активности лишены (табл. 30). Важное значение имеет способность змеиных ядов свертывать фибриноген с образованием фибрина, т. е. тромбиноподобное действие. В физиологических условиях тромбин, гидролизуя связь Apr—Гли в молекуле фибриногена, отщепляет от его а- и p-цепей по два фибринопептида А и В с образованием фибринмономера, который под действием фХШ быстро агрегирует в полимер. Из известных змеиных протеаз таким же действием обладает только протеаза из яда гадюки Bitis gabonica. Большинство же коагулирующих протеаз змеиных ядов отщепляют от фибриногена только 2 фибринопептида (вместо 4), что приводит к агрегации фибринмономера «бок в бок» или «конец в конец» с образованием непрочного сгустка. Кроме того, большинство змеиных протеаз, за исключением тромбоцитина (В. atrox^, не активируют фХШ, вследствие чего образующийся сгусток не подвергается ретракции и легко лизируется плазмином. Наконец, протеазы

Отсканировано Кипером Русланом для http://chemiste

Таблица 30. Коагулирующее, антикоагулирующее, фибринолитическое действие некоторых змеиных ядов (по Штокеру, 1979, с дополнениями)

ЗмеиЗмеиСем. ColubridaeDispholidus typus Thelotornis kirtlandiСем. Elapidae t Naja naja Naja oxiana Notechis scutatus Oxyuranus scutellatusСем. ViperidaeBitis gabonicaCerastes cerastes Echis carinatus Vipera berus Vipera lebetina Vipera >russelli Bitis lachesisСем. CrotalidaeAgkistrodon contortrix Agkistrodon rhodostoma Bothrops atrox Crotalus adamanteus Trimeresurus mucosqama- tusСем. ColubridaeDispholidus typus Thelotornis kirtlandiСем. Elapidae t Naja naja Naja oxiana Notechis scutatus Oxyuranus scutellatusСем. ViperidaeBitis gabonicaCerastes cerastes Echis carinatus Vipera berus Vipera lebetina Vipera >russelli Bitis lachesisСем. CrotalidaeAgkistrodon contortrix Agkistrodon rhodostoma Bothrops atrox Crotalus adamanteus Trimeresurus mucosqama- tusАктивация (коагуляция)Активация (коагуляция)000+0000+0Тормо-жениеТормо-жениеЛизисЛизисхх-змеиных ядов сами могут активировать плазминоген, переводя его в плазмин, либо прямо расщеплять фибрин и фибриноген, вызывая тем самым антикоагулнрующпй эффект (табл. 30).Превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина и протеаз змеиных ядов можно представить следующим образом:-змеиных ядов сами могут активировать плазминоген, переводя его в плазмин, либо прямо расщеплять фибрин и фибриноген, вызывая тем самым антикоагулнрующпй эффект (табл. 30).Превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина и протеаз змеиных ядов можно представить следующим образом:/г(Да- Вру)2/г(Да- Вру)21ромб“_v^nA + 2дВ + д(аРу)2-> [(«РуЫп яд В. gabonicaнормальныйсгусток1ромб“_v^nA + 2дВ + д(аРу)2-> [(«РуЫп яд В. gabonicaнормальныйсгустокп^Аа-Вру)п^Аа-Вру)анкрод2 батраксобинанкрод2 батраксобин2пА + д(аВру)2-> [ («Вру)2]п рыхлый сгусток2пА + д(аВру)2-> [ («Вру)2]п рыхлый сгусток. „„ яд Л. coniortrix „/ л л \п (Да • By) 2>2дВ + /I (Дару) 2 ->сгусток не образуется. „„ яд Л. coniortrix „/ л л \п (Да • By) 2>2дВ + /I (Дару) 2 ->сгусток не образуетсяsr. fan net.rusr. fan net.ru245245

Змеи

Змеи

Сем. Colubridae

Dispholidus typus Thelotornis kirtlandi

Сем. Elapidae t Naja naja Naja oxiana Notechis scutatus Oxyuranus scutellatus

Сем. Viperidae

Bitis gabonica

Cerastes cerastes Echis carinatus Vipera berus Vipera lebetina Vipera >russelli Bitis lachesis

Сем. Crotalidae

Agkistrodon contortrix Agkistrodon rhodostoma Bothrops atrox Crotalus adamanteus Trimeresurus mucosqama- tus

Сем. Colubridae

Dispholidus typus Thelotornis kirtlandi

Сем. Elapidae t Naja naja Naja oxiana Notechis scutatus Oxyuranus scutellatus

Сем. Viperidae

Bitis gabonica

Cerastes cerastes Echis carinatus Vipera berus Vipera lebetina Vipera >russelli Bitis lachesis

Сем. Crotalidae

Agkistrodon contortrix Agkistrodon rhodostoma Bothrops atrox Crotalus adamanteus Trimeresurus mucosqama- tus

Активация (коагуляция)

Активация (коагуляция)

0

0

0

+

0

0

0

0

+

0

Тормо-жение

Тормо-жение

Лизис

Лизис

х

х

-змеиных ядов сами могут активировать плазминоген, переводя его в плазмин, либо прямо расщеплять фибрин и фибриноген, вызывая тем самым антикоагулнрующпй эффект (табл. 30).

Превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина и протеаз змеиных ядов можно представить следующим образом:

-змеиных ядов сами могут активировать плазминоген, переводя его в плазмин, либо прямо расщеплять фибрин и фибриноген, вызывая тем самым антикоагулнрующпй эффект (табл. 30).

Превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина и протеаз змеиных ядов можно представить следующим образом:

/г(Да- Вру)2

/г(Да- Вру)2

1ромб“_v^nA + 2дВ + д(аРу)2-> [(«РуЫп яд В. gabonica

нормальныйсгусток

1ромб“_v^nA + 2дВ + д(аРу)2-> [(«РуЫп яд В. gabonica

нормальныйсгусток

п^Аа-Вру)

п^Аа-Вру)

анкрод

2 батраксобин

анкрод

2 батраксобин

2пА + д(аВру)2-> [ («Вру)2]п рыхлый сгусток

2пА + д(аВру)2-> [ («Вру)2]п рыхлый сгусток

. „„ яд Л. coniortrix „/ л л \

п (Да • By) 2>2дВ + /I (Дару) 2 ->

сгусток не образуется

. „„ яд Л. coniortrix „/ л л \

п (Да • By) 2>2дВ + /I (Дару) 2 ->

сгусток не образуется

sr. fan net.ru

sr. fan net.ru

245

245

Изучение механизмов гемокоагулирующего действия змеиных ядов позволило не только обосновать рациональную терапию отравлений, но и использовать эти яды с диагностическими и терапевтическими целями. В настоящее время широко применяются препараты «стипвен» из яда гадюки Vipera russelli для определения фактора X, «экарин» из яда эфы Echis carinatus для определения протромбина. Такие препараты, как «анкрод» («арвин») из яда щитомордника Agkistrodon rhodostoma, «батраксобин» («де- фибраза») из яда Bothrops moojeni, «рептилаза» из яда Bothrops atrox, используются для терапевтической дефибринизации при лечении тромбозов и других заболеваний. Образованные под действием этих препаратов рыхлые массы фибрина легко подвергаются фибринолизу (естественному или под влиянием фибринолитических агентов) и выводятся из организма. В результате уменьшения концентрации в плазме фибриногена снижается свертываемость крови, ее вязкость, однако другие факторы свертывания при этом не затрагиваются. Хотя анкрод и батраксобин обладают антигенной активностью, перекрестная иммунологическая реактивность между ними отсутствует. Это обстоятельство существенно облегчает длительное применение препаратов, так как имеется возможность использовать их попеременно. Тромбоцитин из яда Bothrops atrox находит применение при тестировании функционального состояния тромбоцитов.

Систематическое исследование ядов змей фауны СССР, проведенное 3. С. Баркаганом (1973) и др., показало, что многие из этих ядов пригодны для создания тест-систем диагностики болезней свертывающей системы крови вместо дорогих и малодоступных 11 зарубежных препаратов (арвин, рептилаза и др.).

ЯД УЖЕОБРАЗНЫХ ЗМЕЙ (COLUBRIDAE)

Клиника отравления. Представители этого семейства менее опасны для человека, чем аспиды, гадюки или гремучники. У некоторых колюбрид ядовитый секрет достаточно токсичен и при определенных условиях может вызвать тяжелое отравление. Особенно опасны в этом отношении африканские виды, например бумеланг Dispholidus typus, древесная змея Thelotornis kirtlandi, земляные гадюки Atractaspis.

Периодически в литературе появляются сведения об укусах колюбрид и симптомах вызываемых ими отравлений. В подавляющем большинстве случаев поражение характеризуется местными явлениями — отек, боль, локальные кровоизлияния. Подобные симптомы описаны при зарегистрированных случаях укусов южноамериканского полоза Philodryas olfersi, разноцветного полоза Coluber rauergieri, эскулаповой змеи Elaphe longisshna. В качестве иллюстрации можно привести результаты самоэксперимента, проведенного Р. Сейбом (1975). Автор дал укусить себя в палец левой руки фальшивой коралловой змее Pliocercus elapoides длиной около 200 мм. В момент укуса ощущалась сильная боль. На место 246

укуса было нанесено 4 продольных разреза и наложен жгут на 1 ч. Через 6 ч была введена поливалентная сыворотка, анальгетики, кортикостероиды. Несмотря на эти меры, развивался отек руки, сопровождающийся лимфоденитом. В первые 6 ч наблюдалось повышение АД, в течение суток тахикардия и повышенная температура, одышка. Местные явления (парестезия) удерживались более месяца.

Смерть от укусов Atractaspis sp. (Нигерия) может наступить в интервале от 45 мин до 6 ч. Симптомы отравления включают местную боль, отек, иногда развивается некроз. Пострадавшие жалуются на тошноту, боли в животе, у них наблюдаются нарушения аккомодации глаз, возникают обильное слюноотделение, затруднение дыхания, вплоть до полной остановки.

В целом отравление ядом заднебороздчатых змей напоминает картину поражения ядом гадюк и гремучников, но менее выраженную.

Химический состав и механизм действия. Яд бумсланга Dis- pholidus typus — сильный прокоагулянт, вызывающий превращение протромбина в тромбин. Активное коагулирующее начало яда — термолабильный гликопротеид с молекулярной массой ~ 55 000. Свертывание крови, вызываемое этим гликопротеидом, не требует участия ионов Са2+ и тромбоцитов. Целый яд и коагулирующая фракция обладают примерно одинаковой токсической активностью, их DL50 составляет соответственно 0,72 и 0,78 мг/кг. Это указывает на то, что поражающее действие яда бумсланга связано в основном с его влиянием на свертывающую систему крови. Выпускается сыворотка против яда бумсланга.

Весьма сильным коагулирующим действием обладает также яд Th. kirtlandi. Экспериментальное изучение яда Th. kirtlandi показало его высокую токсичность — DL50 0,25 мг/кг. Коагулирующее действие яда связано с белковым фактором, имеющим молекулярную массу ~ 85 000 и р/ 5,2 5. Так же как и коагулирующий фактор из яда бумсланга, прокоагулянт из яда Th. kirtlandi свертывает цитратную плазму в отсутствие ионов Са2+, тромбоцитов и фосфолипидов за счет прямого активирования перехода протромбина в тромбин. Геморрагическая активность целого яда Th. kirtlandi сопоставима с ядом жарараки Bothrops jararaca и примерно в два раза ниже, чем у яда щитомордника Agkistrodon rhodostoma. Отметим, что в яде Th. kirtlandi отсутствуют фосфолипаза А и оксидаза L-аминокислот, обычно присутствующие в ядах других змей. ЙД Th. kirtlandi обладает чрезвычайно сильной дефибринирующей активностью: уже через 10 мин после введения яда в дозе 10 мкг/кг содержание фибриногена в плазме падает практически до нуля. Для достижения такого же эффекта с помощью экарина из яда эфы Echis carinatus необходимо не менее 2 ч.

Геморрагическим действием обладает также яд подвязочной змеи Thamnophis elegans uagrans (DL50 13,9 мг/кг). У животных, .погибших от этого яда, отмечаются локальные очаги геморрагии в месте инъекции яда, а также диффузные геморрагии в легких,

кишечнике, диафрагме. Клиническая картина отравления ядом подвязочной змеи характеризуется отеком, болью, подкожными кровоизлияниями.

Довольно опасны африканские земляные гадюки Atractaspis, которых в настоящее время относят к колюбридам. Строение ядовитой железы земляных гадюк, лишенных дифференцированной придаточной железы, ближе к строению железы Дювернуа колюбрид, чем к железам виперид. Особенность строения ядовитого аппарата земляных гадюк такова, что даже при закрытой пасти из нее торчит наружу ядовитый зуб. Поэтому змея не кусает в прямом понимании этого слова, а наносит укол ядовитым зубом за счет резкого движения головы. По-видимому, это является приспособлением к роющему образу жизни и охоте под землей.

Количество яда, которое можно получить от разных видов земляных гадюк, заметно варьирует. Например, A. bibroni и A. daho- meyensis выделяют по 1 мг сухого остатка яда, тогда как А. еп- gaddensis 6,8 мг. Существенные колебания наблюдаются и в токсичности яда, полученного от разных видов. Так, DL50 яда A. da- homeyensis составляет 2,24 мг/кг, A. bibroni 0,15 мг/кг, a A. engad- densis 0,25 мг/кг.

Яды земляных гадюк обладают своеобразным химическим составом. В них отсутствует ацетилхолинэстераза, характерная для элапид, и аргининэстеразная активность, присущая гадюкам, однако, обнаружены фосфолипаза и оксидаза L-амннокислот. Токсичность яда земляных гадюк связана с низко молекулярными компонентами, имеющими необычный набор аминокислот, не встречающийся у других змей. Например, полипептидный токсин из яда A. engaddensis состоит из 72—78 аминокислотных остатков, более половины которых приходится на аспарагиновую и глутаминовую кислоты (или их амиды) и цистеин. Уникальность этого токсина подчеркивается и N-концевой последовательностью аминокислот: H2N—Цис-Тре-Цис-Асн-Асп-Мет-Тре-Асп-Глу-Глу - Про - Лиз - Асн - -Фен-Цис-Гис-Глн-Асп-Вал-Иле-, не имеющей аналогии среди известных полипептидных токсинов змеиных ядов.

Несмотря на то что при иммунодиффузионном тесте яд A. engaddensis дает полосы преципитации с антисыворотками к ядам кобры N. naja и гадюки V. palaestinae, эти сыворотки не защищают мышей от летального действия яда земляной гадюки. Это еще раз подчеркивает филогенетические различия между земляными гадюками и элапидами.

Если до сих пор рассматривающиеся яды колюбрид были преимущественно геморрагическими, то в яде африканской древесной змеи Boiga blandingi обнаружена нейротоксическая фракция, которая, так же как и целый яд, блокирует нервно-мышечную передачу. Молекулярная масса этой фракции ~8000. Поскольку под ее влиянием (10 мкг/мл) снижается амплитуда МПКП и существенно не изменяется мембранный потенциал мышцы, то по характеру действия эту фракцию можно отнести к постсинаптическим токсинам.

ПРИРОДНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ к ЗМЕИНЫМ ЯДАМ. ПРОФИЛАКТИКА УКУСОВ ЗМЕЙ

Механизмы биологической резистентности к змеиным ядам име- цот большое теоретическое и практическое значение, поскольку открывают перспективу использования в медицине природных веществ, нейтрализующих яды змей. Давно известно, что некоторые животные обладают повышенной устойчивостью к действию ядов змей. Среди них наиболее известны ежи Erinaceus europeus, Periechinus deserti, соня садовая Eliomys niiela, мангусты Herpes- tes ichneumon, H. edwardsii, американский барсук Taxidea taxus, опоссумы Didelphys marsupialis, D. virginiana, лесной хомяк Neotoma micropus, полевка Microtus ochrogaster. Так, исследования американских ученых показали, что лесной хомяк Neotoma micropus и виргинский опоссум Didelphis virginiana более чем в 100 раз устойчивее к яду гремучей змеи, чем лабораторные мыши. Сравнительный анализ способности сыворотки крови различных животных нейтрализовать яд гремучей змеи показал, что наибольшей -активностью в этом отношении обладает сыворотка крови самой Змеи, затем опоссума и лесного хомяка, несколько слабее была сыворотка мексиканской щетинистой мыши (табл. 31). Наличие в крови опоссумов гуморальных защитных факторов объясняет случаи совместного обитания опоссума и гремучей змеи в одной норе.

Таблица 31. Антигеморрагическая активность сыворотки кровиразных животных против яда гремучей змеи Crotalus atrox

Источник сывороткиИсточник сывороткиАнтигеморраги-ческий титр *

Источник сыворотки

Источник сыворотки

256256256646464321684256256256646464321684Антисыворотка (козья) к яду С. atrox Змея С. atrox

256

256

256

64

64

64

32

16

8

4

256

256

256

64

64

64

32

16

8

4

Опоссум Didelphis virginiana

Лесной хомяк Neotoma micropus Щетинистая мышь Spermophilus mexicanus Хлопковая крыса Sigmodon hispidus Рисовый хомяк Or у готу s couesi Серая крыса Rattus rutins' Карманчиковая мышь Liomys irraratus Обыкновенная вонючка Mephitus mephitus Человек Homo sapiens

, * Антигеморрагический титр определяется как максимальное разведение сыворотки, Нейтрализующей минимальную геморрагическую дозу яда, т. е. дозу, вызывающую очаг ■геморрагии К) мм в диаметре.

Выделение из сыворотки опоссума и хлопковой крысы аптиге- МОррагических факторов показало, что это белки, не относящиеся К классу иммуноглобулинов, поскольку они не преципетировали С ядом при иммунодиффузионном тесте. У Опоссума антигеморра- ^ический фактор представляет собой белок с молекулярной мас-

2492491’7-546

249

249

сой ~ 68 000, лишенный протеолитической активности и близкий по физико-химическим свойствам к альбуминам. Напротив, у хлопковой крысы антигеморрагический фактор — скорее а-глобулин с молекулярной массой ~ 90 000, но также не обладающий протеолитическим действием. Любопытно, что один и тот же антигеморрагический фактор из сыворотки хлопковой крысы способен нейтрализовать 5 геморрагических изофакторов из яда С. atrox. Белковые антигеморрагические факторы имеются и в сыворотке самих змей, например у хабу Trimeresurus flauouiridis, гадюки V. palaes- tinae. В крови последней имеется и антинейротоксический белковый фактор. Кроме того, сыворотка крови некоторых неядовитых змей, например колюбриды Clelia clelia, способна нейтрализовать яд гремучника Bothrops asper. Механизмы антигеморрагического действия факторов сыворотки крови теплокровных животных во многом не ясны. Эти факторы не относятся к иммуноглобулинам и, следовательно, нейтрализация яда не является иммунной реакцией. Антигеморрагические факторы также или лишены претеоли- тической активности, либо она имеет узкую субстратную специфичность, до сих пор не выявленную. В плазме крови человека нейтрализующим действием на протеазы ядов змей обладают а2-макроглобулины.

Дальнейшее изучение гуморальных факторов природной резистентности представляется весьма перспективным, так как совместное применение специфической моновалентной сыворотки и факторов, выделенных из крови этих животных, может оказаться высокоэффективным при лечении отравлений змеиными ядами. В рассматриваемом плане определенный интерес представляют также исследования, проведенные в Японии по активной иммунизации людей малыми дозами яда змеи хабу Trimeresurus flavovi- ridis.

В большинстве случаев укусов змей можно избежать, если соблюдать минимальные правила поведения в местности, где существует потенциальная «змеиная опасность»: 1) если отлов змеи не самоцель, то лучше не трогать змею, 2) в «змеиной местности» нужно носить прочную высокую обувь; 3) быть внимательным в густой траве, заросших ямах, не вступать туда, предварительно не убедившись, что там нет змеи; 4) ночью необходимо пользоваться фонарем — многие змеи особенно активны в теплые летние ночи; 5) помнить, что мыши и крысы привлекают змей — бороться с грызунами; 6) не разрешать детям ловить змей. Если вы увидите, что дети играют со змеей, не оставляйте этого без внимания. Убедитесь, что змея не опасна; 7) не устраивать ночлег возле деревьев, входов в пещеры, куч мусора.

В полевых условиях прежде чем лечь спать (особенно в спальный мешок), тщательно осмотрите свою постель. Если, проснувшись, вы обнаружите в своей постели змею, постарайтесь не поддаваться панике. Помните, что ваше испуганное движение может спровоцировать змею ha укус. В этом случае следует позвать на помощь или ждать, когда змея уползет. При определенном навыке 250

можно попытаться неожиданным резким движением сбросить змею, если она находится, например, поверх одеяла или спального мешка. Однако при этом не забывайте о своих соседях по палатке.

Для лиц, работающих в герпетологических лабораториях, и профессиональных ловцов змей существуют специальные инструкции, регламентирующие правила обращения с ядовитыми змеями, ^роме опасности быть укушенным при длительных работах со змеями могут наблюдаться и аллергические реакции к их яду.

ЯДОВИТЫЕ ЯЩЕРИЦЫ (SAURIA) И ИХ ЯДЫ

Ящерицы представляют собой наиболее обширную группу современных пресмыкающихся порядка 3500 видов, встречающихся, в сущности, на всех материках и многих океанических островах, за исключением Антарктиды и островов, расположенных в приполярных областях. Но из всего многообразия видов ящериц лишь два известны как ядовитые, что закреплено в самом названии .их — ядозубы.

Ядозубы истребляются ради кожи, идущей на различные украшения. В настоящее время они находятся под охраной закона.

Семейство ядозубов (Helodermatidae)

Представлено всего двумя видами: жилатье, или по-американски «гила монстр» (Heloderma suspectum^, и эскорпион, или мексиканский ядозуб (//. horridum) «тола-хини» (мексик.). Населяют сухие каменистые предгорья и полупустыни Северной Америки от юго-запада США до юго-запада Мексики и Гватемалы.

Это крупные ящерицы длиной до 55 (жилатье) и 80 с лишним см (эскорпион), имеют плотное вальковатое туловище и укороченный толстый хвост длиной около половины длины туловища, конечности пятипалые (рис. 89). Тело покрыто крупной бугорчатой чешуей. Окраска имеет апосематический характер: на оранжевокрасном или беловато-желтом фоне разбросаны темные пятна и полосы. Молодые особи окрашены более контрастно и ярко.

Активны в сумеречное и ночное время, охотясь преимущественно на мелких млекопитающих, в меньшей степени — на пресмыкающихся. Поедают также насекомых, яйца птиц и рептилий, птенцов. При поисках пищи ориентируются с помощью обоняния и якобсонова органа.

Ядовитый аппарат. Добычу свою убивают путем укуса и введения в тело жертвы яда, вырабатываемого нижнегубными железами, расположенными по бокам снизу у передней половины нижней челюсти (рис. 89). Снаружи железы имеют вид опухолей, расположенных снизу челюсти.

17*17*Каждая железа заключена в капсулу из фиброзной ткани, проникающей внутрь железы в виде септ, разделяющих саму железу на 3 или 4 крупные доли. Более мелкие перегородки, отходящие от капсулы и крупных септ, подразделяют доли на многочисленные дольки (рис. 89). Яд по нескольким протокам поступает к наружной стороне наиболее крупных зубов нижней челюсти, кото-

17*

17*

25 Г

рые окружены складкой слизистой оболочки. Вдоль всех зубов нижней челюсти проходит желобок, образованный выстилкой ротовой полости.

Зубы изогнутые и длинные несут на передней и задней поверхностях бороздки, из которых передняя более глубокая (рис. 89). Бороздки имеют острые режущие края. Всего у взрослых ящериц жилатье 41—45 зубов — 18 на зубной кости, 16—18 на верхнечелюстной и 7—9 на переднечелюстной. Длина наиболее

Рис. 89. Ядозуб Heloderma horridum (по Физали, 1922):

4 — внешний вид; Б — ядовитый аппарат; В — ядовитый зуб; / — ядовитая железа; 2 — железа отогнута, видны кровеносные сосуды

крупных зубов, сидящих на зубной кости, у жилатье 5,0 мм, у эскорпиона — 6,0 мм, соответственно длина зубов на верхнечелюстной кости равна 3,2 и 4,5 мм, а на переднечелюстной — 2,0 и 2,3 мм. Бороздки наиболее глубоки на зубах, сидящих на переднем крае зубной (от четвертого до седьмого зуба) и верхнечелюстной кости, следующие за ними зубы, сидящие на краю предчелюстной, имеют слабо выраженные борозки, а зубы, сидящие в середине предчелюстной, обычно вообще лишены бороздок. Яд заполняет бороздки зубов исключительно за счет капиллярного эффекта. На верхнечелюстные зубы яд попадает при закрывании рта и соприкосновении зубов. -Во время укуса десны отодвигаются, что, видимо, не только освобождает зубы, но и увеличивает давление на ядовитые железы.

Таким образом, в состав ядовитого аппарата ядозубов входят парные ядовитые железы, протоки, ведущие к зубам, и сами зубы.

Несовершенство ядовйтого аппарата, не позволяющего сделать быстрый укол (как это наблюдается у гадюк и ямкоголовых змей), приводит к тому, что ящерица вынуждена при укусе удерживать некоторое время свою жертву для того, чтобы яд проник через покровы внутрь тела. Мелкие животные погибают после укуса через несколько минут. Для человека укусы весьма болезненны, известны даже случаи гибели пораженных людей. Устойчивость ядозубов к собственному яду очень высока.

Клиника отравления. Укусы ядозуба довольно редки и, как Правило, являются следствием неосторожного обращения с этой ящерицей, например, при отлове или содержании в неволе. Клиническая картина отравления ядом ядозуба (хелодерматизм) характеризуется прежде всего болью в месте укуса, которая в зависимости от тяжести отравления может длиться от 30 мин до 8 и И более. В месте ♦ инокуляции яда развивается отек, который проявляется уже через 15 мин после укуса и прогрессивно нарастает в течение нескольких часов. Больные жалуются на слабость^ дурноту, головокружение. Эти симптомы могут быть связаны со снижением АД, наблюдаемого во время отравления. Слизистые, как правило, синюшные, дыхание учащено. Яд, очевидно, дренируется лимфатической системой, и у больных наблюдаются лим- фодениты. Очень часто места укуса кровоточат, и у больных отмечена тромбоцитопения. Хотя наблюдаются повреждения тканей .в месте укуса, некрозы отмечены крайне редко. Однако следует опасаться попадания вторичной инфекции, и поэтому проведение противостолбнячной терапии обязательно. В целом ’лечение носит симптоматический характер, рекомендуется также применение анальгетиков и сердечно-сосудистых средств.

Химический состав и механизм действия. Экспериментальные исследования яда ядозуба на животных в основном подтверждают клиническую картину течения отравления. Симптомы отравления ядом следующие: диспноэ, спонтанные судороги, геморрагические очаги в глазах и желудочно-кишечном тракте, застойные явления в легких, приводящие к отеку. Смерть наступает от острой дыхательной недостаточности.

У кроликов яд вызывает уменьшение протромбинового времени свертывания крови. У собак и крыс яд вызывает гипотензию, тахикардию и расстройство дыхания. Механизм этих явлений пока не ясен. При добавлении яда в среду, омывающую изолированные мышечные препараты кишки или матки крысы, наблюдается отсроченная сократительная реакция, которая не блокируется ни атропином, ни димедролом. Следовательно, контрактильный фактор яда не обладает ацетилхолин- или гистаминподобным действием и, кйк было показано, является термостабильным.

' В последнее время появились данные о химическом составе- яда ядозуба, что в определенной степени проливает свет на особенности его токсического действия. Следует отметить, что полу- цение яда — довольно трудная процедура. Для экспериментальных целей его получают с помощью пипетки, отсасывая с кончика зуба. По данным Рассела (1981), от одной особи с интервалом в 2—3 мес можно получать в среднем до 17 мг сухого яда. Смертельная доза для мыши 0,5—1 мг/кг при внутривенном введении, для человека оценивается в 5—8 мг, но может быть и ниже. По существу, наши знания о химическом составе яда стали накапливаться в конце 60-х годов. В настоящее время в яде ядозуба обнаружены серотонин, оксидаза L-аминокислот, гиалуронидаза, фосфолипаза А, протеолитическая активность сравнительно низка. Из яда

выделена в очищенном виде аргининэстераза с молекулярной массой 65 000, гидролизующая синтетические субстраты аргининовых эфиров. Важное значение имеет способность яда высвобождать брадикинин, чем можно объяснить его гипотензивный эффект. Бра- дикининлибераторное действие яда может быть связано с калле-

криинами слюнных желез.

Яд ядозубов активирует циклазную систему. Добавление яда Н. suspectum и Н. horridum к препаратам печени, почек, легких,

сердца, мозга крыс вызывало существенное повышение активности гуанилатциклазы (рис. 90). Кро

L1!1II 0,00: 0,0i и,! 1 Ю 100 1000 г мкг!млL1!1II 0,00: 0,0i и,! 1 Ю 100 1000 г мкг!млРис. 90. Влияние яда ядозубов Helo- derma suspectum (/) и Heloderma horridum (2) на активность гуанилатциклазы в цечени крысы (5 — контроль) (по Веселы, 1982)Рис. 90. Влияние яда ядозубов Helo- derma suspectum (/) и Heloderma horridum (2) на активность гуанилатциклазы в цечени крысы (5 — контроль) (по Веселы, 1982)ме того, яд Н. horridum активирует аденилатциклазу в срезах поджелудочной железы морской свинки, что сопровождается усилением секреции амилазы.* Сопоставление действия яда с эффектами вазоактивного кишечного пептида

L1!1II 0,00: 0,0i и,! 1 Ю 100 1000 г мкг!мл

L1!1II 0,00: 0,0i и,! 1 Ю 100 1000 г мкг!мл

Рис. 90. Влияние яда ядозубов Helo- derma suspectum (/) и Heloderma horridum (2) на активность гуанилатциклазы в цечени крысы (5 — контроль) (по Веселы, 1982)

Рис. 90. Влияние яда ядозубов Helo- derma suspectum (/) и Heloderma horridum (2) на активность гуанилатциклазы в цечени крысы (5 — контроль) (по Веселы, 1982)

(ВКП) и секретина, также стимулирующими поджелудочную железу, указывает на присутствие в яде пептида, способного воздействовать на те же рецепторы, что и ВКП. Химическая структура этого пептида пока не изучена.

Семейство варанов (Varanidae)

Насчитывает 30 видов, относящихся к одному роду Varanus. Распространены исключительно в Старом Свете, причем около половины видов встречается в Австралии, остальные — в тропических и субтропических районах Азии и Африки, включая некоторые острова. На территории нашей страны обитает только один вид — серый варан Varanus griseus, который населяет песчаные пустыни Средней Азии и Южного Казахстана, относясь к очень редким видам, включенным в международную Красную книгу.

В ряде публикаций содержатся сообщение о том, что укус этой ящерицы очень болезнен и сопровождается местной воспалительной реакцией. Однако отсутствуют точные данные о том, является ли это следствием токсичности самой слюны или попаданием посторонней инфекции при укусе. Существует мнение, что слюна варанов способна обездвиживать жертву, но механизм этого явления не изучен.

*

Подведем некоторые итоги рассмотрению яда рептилий. Основное внимание в этой главе было уделено ядам змей не только потому, что среди них встречается наибольшее число ядовитых видов, но главным образом в связи с высокой эффективностью действия их ядов. Среди ящериц, как известно, ядовитыми железами 254

обладают только ядозубы, однако общий ферментный состав ядов змей и ядозубов указывает на единство их происхождения от общего предка. Широкий спектр ферментов, встречающихся в ядах рептилий, не случаен, а обусловлен тесной филогенетической связью ядовитых желез с экзокринными железами пищеварительного тракта. Так, специализация слюнных желез привела к их способности вырабатывать наряду с ферментами и неэнзиматические полипептиды, обладающие нейротоксическим действием. Таким образом, секрет слюнных желез приобрел качественно новое свойство, основным назначением которого стало не столько переваривание пищи, сколько обездвиживание жертвы. Змеи, как известно, питаются животной пищей, заглатывая ее целиком. Такой способ питания неизбежно требует предварительной иммобилизации добычи, особенно если речь идет о крупных объектах. Змеи обездвиживают жертву двумя основными способами: более древним— удушающим, сжимая ее кольцами своего тела, и более совершенным— с помощью яда. По мнению зоологов, ядовитость как массовое явление возникло у змей сравнительно поздно — в миоцене. Обездвиживающее, паралитическое действие яда несомненно имеет приспособительное значение, однако достигаться этот эффект может за счет различных физиологических механизмов. Яркий пример высокого уровня специализации и вместе с тем эффективности поражающего действия демонстрируют яды элапид. В состав их входят нейротоксины, избирательно действующие на различные звенья нервно-мышечной передачи начиная от секреции медиатора (пресинаптические нейротоксины) до его взаимодействия с холинорецептором (постсинаптические нейротоксины). Кроме того, в состав ядов элапид, как правило, входит ацетилхо- линэстераза, гидролизующая ацетилхолин, что также ведет к нарушению нервно-мышечной передачи. Следует отметить, что в яде бунгарусов ^Bungarus fasciatusi) сравнительно недавно был обнаружен кислый белок иерулеотоксин, блокирующий ионопроводящий участок холинорецептора, а также обладающий пресинапти- ческим действием. Наконец, в ядах содержатся деполяризующие полипептиды (кардиотоксины), действие которых ускоряется в присутствии традиционного фермента яда элапид — фосфолипазы А2. Действие каждого из токсинов может привести к нарушению нервно-мышечной передачи, тем более эффективным должно быть блокирующее влияние целого яда, содержащего все эти токсические компоненты.

Установление первичной структуры полипептидных токсинов змеиных ядов позволило поставить вопрос о филогенетической связи между ними. Полипептиды и белки, имеющие подобие в аминокислотной последовательности и выполняющие одинаковые функции у разных организмов, называются гомологичными. Высокая степень гомологии между нейротоксинами морских змей и элапид позволяет считать, что они произошли из общей древней аминокислотной последовательности. Схематично процесс эволюции змеиных токсинов выглядит следующим образом: родоначаль-

ный токсин, близкий к кардиотоксинподобным полипептидам, дал начало кардиотоксинам и «коротким» нейротоксинам, содержащим по 60—62 аминокислотных остатка. Затем в результате дупликации генов из «коротких» нейротоксинов возникли «длинные», состоящие из 71—74 аминокислотных остатков. Все эти нейротоксины являются постсинаптическими по характеру действия и встречаются у морских змей и элапид.

Увеличение молекулярной массы токсинов ведет к появлению качественно новых свойств — пресинаптического характера действия. Эти токсины имеют определенную гомологию с нетоксическими панкреатическими фосфолипазами, что указывает на возможную общность их происхождения. Пресинаптические токсины — обычно комплексы, состоящие из нескольких субъединиц, одна из которых обладает фосфолипазной активностью. Если постсинаптические токсины характерны для ядов элапид и морских змей, то пресинаптические токсины встречаются как у филогенетически древних (элапиды), так и у филогенетических сравнительно молодых форм (гадюки и ямкоголовые змеи). Другим существенным отличием яда гадюк и ямкоголовых следует считать наличие мощной системы протеолитических ферментов, вызывающих коагулопатии и деструкцию тканей. Нейротоксическое действие змеиных ядов в сочетании с их способностью поражать систему крови и кровообращения вызывает процессы дезинтеграции на клеточном, органном и организменном уровнях и может быстро привести животное или человека к гибели.

Ядовитость ужеобразных змей довольно редка и относится скорее к исключению, чем к правилу. Среди них встречаются как виды с прокоагулянтными ядами (бумсланг и др.), что сближает их с гадюками и гремучниками, так и виды с нейротоксическими ядами (бойга), имеющими сходство с ядом элапид, — оба эти примера иллюстрируют параллелизм в эволюции змей.

Успехи в экспериментальном изучении змеиных ядов послужили мощным стимулом для создания эффективных противоядий, где на первом месте стоят моног и поливалентные сыворотки, хотя их отрицательное побочное действие (анафилаксия) не снимает с повестки дня разработки средств неспецифической терапии.

Змеиные яды —одна из кладовых природы, из тайников которой уже удалось Добыть уникальные «инструменты» для изучения принципов организации биосистем и новые лекарства, но сокровища эти далеко еще не исчерпаны.

Г пава ЯДОВИТЫЕ

-|3 МЛЕКОПИТАЮЩИЕ (MAMMALIA)

К классу млекопитающих относятся наиболее высокоорганизованные теплокровные позвоночные животные, которым свойственно живорождение (за исключением однопроходных) и выкармливание детенышей молоком. Благодаря этому млекопитающие смогли заселить практически всю сушу земного шара и Мировой океан, а приспособление к активному полету (рукокрылые) позволило им освоить и воздушную среду обитания.

Современная фауна млекопитающих насчитывает около 4500 видов, которые объединяются в два очень неравноценных по объему подкласса: яйцекладущих млекопитающих (или первозвери) — Prototheria с отрядом однопроходных Monotremata и живородящих млекопитающих Theria, включающих все остальное видовое разнообразие.

Ядовитость в общем не свойственна представителям данного класса и встречается лишь в некоторых наиболее примитивных отрядах. Видимо, это можно объяснить тем, что высокое совершенство нервной системы у прогрессивных отрядов млекопитающих по сравнению со всеми предшествующими классами позвоночных позволило им выработать достаточно эффективные средства защиты и способы нападения путем различных рефлекторных и поведенческих реакций.

ЯД ЯЙЦЕКЛАДУЩИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ (PROTOTHERIA)

В единственный отряд подкласса входит всего 6 современных видов, объединяемых в 2 семейства: утконосы Ornithorhynchidae с 1 видом Ornithorhynchus ’anatinus и ехидны Tachyglossidae— 2 рода с 5 видами. Большое своеобразие организации однопроходных и история их развития позволяют в настоящее время говорить о целесообразности выделения этой группы в самостоятельный класс позвоночных животных.

Распространение однопроходных ограничено Австралией, Тасманией и Новой Гвинеей. Встречаются они в лесах, кустарниках и на открытых пространствах, поднимаясь в горы до 2,5 тыс. м

над уровнем моря. Ведут при этом либо наземный (ехидны), либо полуводный (утконос) образ жизни.

Тело ехидны покрыто грубым волосом и иглами, а утконоса — мягким мехом. Длина тела ехидн не превышает 80 см, утконоса — 45 см (рис. 91).

Рис. 91. Утконос Ornithorhynchus anatinus (по Физали, 1922):

А — внешний вид; Б — ядовитый аппарат; В — поперечный срез ядовитой желе-зы: /—железистые клетки; 2— фиброзная ткань; 3 — мышечный слой; 4— бед-ренная железа; 5 — проток железы; 6 — щпора

Замечательной особенностью всех представителей подкласса является размножение путем откладки яиц, покрытых мягкой оболочкой и имеющих размер около 1,5 см, которые вынашиваются у ехидн самкой в сумке на брюхе, а у утконоса высиживаются в гнезде. Появляющиеся детеныши выкармливаются молоком, которое они слизывают с млечных путей на- брюхе самки.

Ядовитый аппарат. У ехидн и утконосов ядовитый аппарат представлен бедренной железой, которая протоком соединяется со шпорой, расположенной на запястье задней лапы с внутренней стороны (рис. 91). У утконоса железа имеет почковидную форму, уплощенную в дорсовентральном направлении Размеры железы составляют ЗХ2Х1.5 см. Выходящий из железы проток идет вместе с нервно-сосудистым пучком и в области шпоры расширяется, образуя пузырек, лежащий глубоко в тканях. Длина протока около 3 см при внешнем диаметре ~2 мм. Проток не имеет собственных мышечных стенок и выстлан 4—5 слоями эпителия.

Ядовитая железа характеризуется альвеолярным строением (рис. 91). Альвеолы выстланы однослойным железистым эпителием, лежащим на базальной

мембране. Эпителиальные клетки крупные, неправильной формы, с утолщенной нижней частью и заполнены зернистой цитоплазмой. Ядовитый секрет хранится в просвете альвеол. Каждая альвеола окружена стромой из фиброзной ткани. В свою очередь железа заключена в капсулу, образованную 3—4 мышечными слоями.

Ранящий аппарат представлен толстой, слегка загнутой острой шпорой, имеющей светло-желтый цвет. Развитая шпора имеется только у самцов, у молодых самок шпора находится в рудиментарном состоянии и отсутствует у половозрелых самок. У последних имеется лишь небольшое углубление, куда может помещаться шпора самца при совокуплении, что и послужило основанием для утверждения некоторыми зоологами о вспомогательных репродуктивных функциях шпор. Согласно другим представлениям шпора имеет защитное значение, компенсируя отсутствие зубов; но тощщ гнется не ясным отсутствие шпоры у самок. Н. Н. Дроздов (1980) указывает, что случайное поражение самцом утконоса самки привело ее к быстрой гибели. Какова эффективность ядовитого секрета утконоса для естественных врагов — варанов, крупных змей, водных крыс — практически не изучено.

Химический состав и механизм действия. Немногочисленные наблюдения поражения людей и экспериментальных животных ядом утконоса указывают, что его шпора является довольно эффективным средством защиты. Токсичность секрета носит сезонный характер и, по данным Физали (1922), максимальна в июне перед началом половой активности, в апреле секрет уже малотоксичен. Ядовитый секрет имеет белковую природу, термолабилен, вызывает коагуляцию плазмы в отсутствие кальция. Ни протеолитической, ни гемолитической активностью секрет не обладает. Подкожное введение этанольных экстрактов ядовитой железы кроликам и собакам вызывает развитие обширных отеков, спадающих через несколько дней. Отравленные животные становятся вялыми, угнетенными, отказываются от пищи. При поражении человека также отмечены отеки, сопровождающиеся нарушениями в сердечно-сосудистой системе. У людей смертельные случаи не зарегистрированы, однако есть указания, что собаки иногда гибнут во время охоты на утконосов.

При изучении острой токсичности яда утконоса на кроликах было установлено, что внутривенное введение яда в дозе 20—60 мг на животное вызывает выраженные сдвиги со стороны сердечнососудистой системы и дыхания. Уже через несколько секунд после введения яда наблюдается резкая гипотензия, брадикардия и одышка. При введении больших доз (60 мг) смерть наступает через 90 с.

Следует подчеркнуть, что яд утконоса изучен весьма недостаточно и многие вопросы биологического значения ядовитого аппарата и химической природы секрета утконоса еще нуждаются в своем решении.

ЯД ЖИВОРОДЯЩИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ (Theria)

Подкласс разделяется на два инфракласса: сумчатые Metathe- ria с 1 отрядом Marsupialis и плацентарные Eutheria с 18 отрядами. Среди сумчатых, населяющих Австралию, Южную и Централь-

ную Америку и ряд островов, ядовитых представителей не известно.

У плацентарных указания на ядовитость относятся лишь к некоторым представителям наиболее примитивного отряда насекомоядных. предки которых считаются исходной группой для всех плацентарных.

Отряд Насекомоядные (Insectivora)

Имеются указания, что слюна отдельных видов насекомоядных обладает нейротоксическим действием. При этом среди слюнных желез, продуцирующих ядовитый секрет, чаще называют подчелюстную.

Все известные нам представители насекомоядных, обладающих ядовитостью, относятся к 2 семействам: щелезубов и землероек.

Семейство Щелезубов (Solenodontidae). Представлено в современной фауне всего 2 видами: гаитянский или парадоксальный щелезуб Solenodon paradoxus и кубинский S. cubanus, видовые названия которых отражают их распространение — соответственно на островах Гаити и Куба.

Внешне щелезубы напоминают очень крупных землероек на высоких ногах. Свое название получили за особенность строения зубов — второй резец нижней челюсти имеет на внутренней стороне глубокую бороздку или щель, к которой подходит проток подчелюстной железы, выделяющей ядовитый секрет. Щелезубы поедают в основном различных беспозвоночных и мелких позвоночных животных, но употребляют и растительную пищу. Отмена ется, что щелезубы не обладают иммунитетом к собственному яду, так как неоднократно наблюдалась гибель зверьков во время драк даже при незначительных поранениях.

Семейство Землероек (Soricidae). Это семейство — наиболее обширное в отряде по числу представителей (около 270 видов), но ряд родов и видов требует ревизии. Ареал семейства совпадает с ареалом отряда. При этом они могут заселять самые разнообразные ландшафты, но отмечается определенное предпочтение влажным биотопам.

Челюсти землероек, вооруженные остробугорчатыми зубами, действуют как зазубренный пинцет, позволяющий схватывать и удерживать подвижную добычунасекомых, которые составляют основу рациона большинства видов. В литературе имеются указания, что слюна некоторых видов Neomys, Cryptotis, Blarina, Sorex обладает нстоксическим действием. Однако специальные исследования химического состава яда и механизмов его действия практически неизвестны. Описываются лишь фактические наблюдения парализующего действия слюны землероек при охоте на амфибий.

Вполне возможно, что приобретение ядовитое гл секрета слюнных желез у низших млекопитающих является одним из приспособлений к охоче на подвижную и, по сравнению с размерами хищника, крупную жертву.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Один из способов быть не съеденным ■ - это стать несъедобным.

К- Шмидт-Ниельсен

Афористичность высказывания известного американского физиолога не отражает того длительного пути, который прошли животные, прежде чем обрели эффективные средства химической защиты. Стратегия ядовитости в животном мире имеет два основных направления: это использование чужих ядов (вторично-ядовитые животные) и выработка собственных ядовитых веществ (первично-ядовитые животные). Первый путь биологически менее выгоден, поскольку, во-первых, он требует зависимости от определенного источника питания, во-вторых, он более опасен, так как биологические механизмы резистентности к ядовитым ксенобиотикам, поступающим с пищей, могут не сработать в экстремальных ситуациях (передозировка, непредсказуемые изменения в химизме пищи и т. д.), в-третьих, такой путь менее выгоден и с энергетической точки зрения, потому что эффективность использования химического соединения уменьшается с удлинением цепи питания. Наконец, вторичная ядовитость не обеспечивает индивидуальной защиты от хищника, а лишь ценой гибели отдельной особи повышает шансы выживания популяции в целом.

Среди первично-ядовитых животных наиболее совершенными являются, несомненно, вооруженные активно-ядовитые животные, практически лишенные вышеперечисленных недостатков. Менее совершенными, с этой точки- зрения, выглядят пассивно-ядовитые животные, которые хотя и обладают собственным ядом, но лишены возможности, активно его применять в случае опасности. В целом • можно признать, что использование собственной ядовитости (особенно в сочетании с вооруженным ядовитым аппаратом) является прогрессивным признаком, обеспечивающим более пластичное приспособление организма к среде. Поюбные примеры можно найти среди животных многих систематических групп.

Аллелохимические связи в природе сбалансированы удивительным образом, п кажущиеся отклонения от естественной гармонии являются, скорее всего, результатом нашего незнания конкретных механизмов химических взаимодействий у разных впюв. Чем больше мы узнаем о химических веществах, с помощью которых животные общаются друг с другом (феромоны, репелленты, аттрак-'

танты, яды и др.), тем шире возможности нашего активного вмешательства в эти взаимосвязи и тем большая ответственность ложится на нас за его результаты.

Яды как химические факторы межвидовых взаимодействий занимают особое место среди других алломонов, поскольку в конечном счете служат для убийства хищника или жертвы. Различия заключаются только в характере использования яда ^-орудия защиты или нападения. Но даже в случае агрессии яды применяются только для добычи пищи, бесцельное убийство несвойственно животным. Многие ядовитые животные, несомненно, являются источником повышенной опасности для человека, в то же время целый ряд из них обладает ядами с удивительными свойствами, применение которых в'научных лабораториях и клиниках уже принесло ощутимые результаты. Дилемма: ядовитые животные — зло или добро — уже решена в пользу последнего, и наша задача — сберечь живущие на Земле виды ядовитых животных с целью их использования на благо человека.

Каковы основные пути возникновения и развития ядовитости в живой природе? Ответить на этот вопрос можно, лишь подробно изучив химическую природу токсинов и их биологическую роль. К сожалению, для многих групп животных такие сведения еще страдают фрагментарностью, ибо современный этап зоотоксиноло- гии — это, по существу, этап активного накопления фактических данных о химической природе зоотоксинов и механизмах их действия.

Если обратиться к табл. 31, то нетрудно Заметить, что в качестве средств нападения и защиты животные используют широкий круг химических соединений. Среди них имеются сравнительно простые органические соединения: спирты, кислоты, альдегиды, эфиры, более сложные изо- и гетероциклические соединения с изолированными и конденсированными ядрами и, наконец, токсины белковой природы: олиго- и полипептиды, ферменты. В их число входят и чрезвычайно токсичные соединения, относящиеся к категории ультраядов (DL5o менее 1 мг/кг). К ним относятся нейротоксические полипептиды змей, паукообразных, гетероциклические токсины динофлагеллят и рыб, токсические алкалоиды амфибий и др. Высокая биологическая активность этих соединений объясняется их избирательным действием на определенные биосистемы (холинорецепторы, ионные каналы и др.), нарушающим нормальное функционирование этих систем. Для организма-реципиента эти вещества являются ксенобиотиками, так как не встречаются в нем в естественных условиях. Другая группа химических соединений, присущих ядам, находится и в организме реципиента (ацетилхолин, биогенные амины, различные ферменты). Токсическое действие этих соединений связано с их передозировкой. Очень часто биогенные амины вызывают алгогенный (болевой) эффект, имеющий значение биологического сигнала о вредоносности данного ядовитого животного. Важную роль в патогенезе отравления зоотоксинами играют аутофармакологические реакции, обусловленные

ТаксонТаксонНебелковыеБелковые-.изо- и гетероциклическиеалифатическиеолиго- и фермен- полипеп- Iтытиды |НебелковыеБелковые-.изо- и гетероциклическиеалифатическиеолиго- и фермен- полипеп- Iтытиды |Таблица 32. Химическая природа зоотоксиновТаблица 32. Химическая природа зоотоксиновТип Саркомастигофоры (Sacomastigop- hora)

Таксон

Таксон

Небелковые

Белковые

-.изо- и гетероциклические

алифатические

олиго- и фермен- полипеп- Iты

тиды |

Небелковые

Белковые

-.изо- и гетероциклические

алифатические

олиго- и фермен- полипеп- Iты

тиды |

Таблица 32. Химическая природа зоотоксинов

Таблица 32. Химическая природа зоотоксинов

Класс Жгутиконосцы (Mastigopho-

га)

Тип Губки (Spongia)

Тип Кишечнополостные (Coelenterata)

Класс Гидрозон (Hydrozoa)

Класс Сцифоидные медузы (Scyp-

hozoa)

Класс Коралловые полипы (Antho- zoa)

Тип Немертины (Nemertini)

Подкласс Невооруженные (Anopla)

Подкласс Вооруженные (Enopla)

Тип Кольчатые черви (Annelida)

Класс Миогощетпнковыс (Polychaeta)

Тип Членистоногие (Arthropoda)

Класс Ракообразные (Crustacea)

Класс Паукообразные (Arachnida)

Класс Многоножки (Myriapoda)

Класс Насекомые (Insecta)

Тип Моллюски (Mollusca)

Класс Брюхоногие (Gastropoda)

Класс Двустворчатые (Bivalvia)

Класс Головоногие (Cephalopoda)

Тип Иглокожие (Echinodermata)

Класс Морские звезды (Asteroidea)

Класс Морские ежи (Echinoidea)

Класс Голотурии (Holothuroidea)

Тип Хордовые (Chordata)

Класс Круглоротые (Cyclostomata)

Класс Хрящевые рыбы (Chondric- hthyes)

Класс Костные рыбы (Osteichthyes)

Класс Амфибии (Amphibia)

Класс Рептилии (Reptilia)

Класс Млекопитающие (Mammalia)

массивным высвобождением в пораженном организме физиологически активных веществ (кининов, медиаторов, циклических нуклеотидов, эндогенных опиатов, гормонов) под влиянием компонентов ядов.

В настоящее время представляется возможным лишь в самых общих чертах наметить основные пути эволюции ядовитости у Животных. Можно представить, что на ранних этапах эволюции в качестве ядов выступали только метаболиты, либо выделявшиеся в окружающую среду, либо накапливающиеся в организме. Эта примитивная форма ядовитости неизбежно должна была смениться возникновением и развитием специализированных структур или

органов, продуцирующих яд. Вначале — в основном за счет усиления защитной функции эктодермы (немертины, полихеты, иглокожие, кишечнополостные), затем возникновение таких ядовитых органов происходит на базе экзокринных или эндокринных желез. Так, у перепончатокрылых ядовитый аппарат филогенетически тесно связан с половой системой, у головоногих моллюсков и змей — с пищеварительной. Вместе с тем у очень большого числа видов сохраняются черты примитивной ядовитости, т. е. аккумуляция ядовитых метаболитов в различных тканях и органах (рыбы, амфибии, насекомые).

Ядовитые аппараты различных животных отличаются большим морфологическим разнообразием. Достаточно сравнить нематоцисты кишечнополостных, педициллярии иглокожих, хелицеры паукообразных, жало перепончатокрылых, ядовитые зубы рептилий, кожные железы амфибий. Вместе с тем имеется и определенное соответствие между химическим составом яда, морфологическими особенностями ядовитого аппарата и биологической спецификой действия того или иного яда. Так, ядовитые секреты подавляющего большинства изученных к настоящему времени вооруженных активно-ядовитых животных представляют собой сложные смеси токсических полипептидов и ферментативных белков (яды змей, перепончатокрылых, пауков, скорпионов, кишечнополостных и некоторых других). Характерно, что эти яды активны в основном при парентеральном введении, а при введении внутрь расщепляются пищеварительными ферментами. Отсюда становится понятной и морфологическая специализация ядовитого аппарата, снабженного ранящим устройством. С другой стороны, животные, обладающие невооруженным ядовитым аппаратом, во многих случаях имеют яды небелковой природы (амфибии, муравьи, жуки, многоножки и др.). Некоторые из них эффективно используют принцип ферментативного катализа для выработки защитных соединений из неактивных предшественников. Яд пассивно-ядовитых животных в естественных условиях эффективен при попадании с пищей. Примером тому может служить тетродотоксин, суругаток- син, токсины динофлагеллят и некоторых других, которые также являются небелковыми ядами.

Интересна проследить взаимосвязь между биологией того или иного вида ядовитых животных и особенностями продуцируемых ими ядов. Как, правило, хищнический образ жизни сопровождается развитием вооруженной формы ядовитого аппарата (змеи, скорпионы, пауки, актинии, осы), причем во многих случаях яды имеют выраженную нейротропную активность, поскольку предназначены для обездвиживания жертвы. Нередко нейротропное действие характеризуется высокой избирательностью, обусловливающей пищевую специализацию. Например, яд наездников-браконид активен в основном по отношению к аминергическим синапсам чешуекрылых, в яде скорпионов имеются видоспецифические нейротоксины, избирательно действующие на насекомых и ракообразных.

У животных с невооруженным ядовитым аппаратом продуцируемые ими яды выполняют в подавляющем большинстве случаев защитные функции, т. е. являются отпугивающими веществами — репеллентами (стероиды, органические кислоты, эфиры и др.). Такие яды можно наблюдать у амфибий, многоножек, жуков, му

равьев и др.

И, наконец, пассивно-ядовитые животные, по существу, представляющие собой «биохимическую загадку». Действительно, в настоящее время мы мало что знаем о конкретных метаболических путях, которые приводят к появлению в организме ядовитых соединений, в целом ряде случаев чрезвычайно токсичных для других животных, но безвредных для организма-продуцента.

Проблема устойчивости ядообразующих животных к собственным ядам весьма интересна. Можно выделить несколько основных механизмов, обеспечивающих резистентность организмов-продуцентов к ядам. Наиболее эффективный из них — это локализация яда в специальных органах (железах), стенки которых препятствуют распространению яда по организму. Железистые клетки, как правило, не являются мишенью для нейротоксических компонентов ядов и, следовательно, устойчивы к ним. Цитолитические компоненты ядов (в основном ферменты) находятся в железе обычно в неактивном состоянии за счет повышенной концентрации ингибирующих неорганических ионов либо присутствия специфических ингибиторов. При попадании яда в организм жертвы он разбавляется жидкими средами, концентрация ингибиторов падает и ферменты активируются. Как правило, в железах, вырабатывающих белковые токсины, содержатся ингибиторы протеиназ, одна из функций которых может заключаться в защите белковых токсинов от эндогенного протеолиза. Такие ингибиторы обнаружены в ядах змей, скорпионов, перепончатокрылых, кишечнополостных.

Следующая линия защиты организма от собственного яда — гуморальная. В крови некоторых ядообразующих животных обнаружены белковые факторы, инактивирующие токсические компоненты яда. Например, в сыворотке крови палестинской гадюки Vipera palaestinae имеются антинейротоксический и антигеморра- гический факторы. Здесь же отметим, что биологическая резистентность некоторых неядовитых животных к зоотоксинам, например змеиным ядам, также обусловлена циркулирующими в крови неиммунными белками, инактивирующими токсические ком- ноненты ядов (например, у грызунов, некоторых неядовитых змей).

нервных бонервных бондов, на ко-ндов, на ко-Третья линия защиты — клеточная, обусловлена специфической архитектурой плазматических мембран, в которых либо отсутствуют рецепторы к собственным токсинам, либо они труднодоступны. Подобный тип устойчивости известен для нрппиых волокон фугу и тритона Taricha torosa к тетродотоксину или у нервов лягушки листолаза Phyllobates sp. к батрахотоксйну.

нервных бо

нервных бо

ндов, на ко-

ндов, на ко-

Другой аспект изучения ядовитых животных и их тором следует заострить внимание, касается проблемы параллелизма и конвергенции в их эволюции. С общебиологической точки

зрения было бы чрезвычайно интересным понять, каким образом близкие по химической природе и механизмам действия токсины (а в некоторых случаях и идентичные) могут вырабатываться у животных различных таксонов. Наиболее известным примером подобной конвергенции является тетродотоксин, выделенный из половых продуктов и печени рыбы фугу и обнаруженный в яйцах калифорнийского тритона Taricha torosa. Весьма близкие по химической структуре и механизму действия соединения найдены в слюнных железах осьминога Hapalochlaena maculosa, кожных железах лягушек (род Atelopus^ а также в моллюсках Babylonia. Другой пример касается токсинов полипептидной природы, которые встречаются у рептилий, некоторых амфибий, немертин, паукообразных, кишеч-нополостных, перепончатокрылых. Следует обратить внимание на то, что однотипные по химической природе токсины (например, полипептиды) у животных различных таксонов продуцируются железами различного происхождения: гомологами пищеварительных (змеи, головоногие), половых (перепончатокрылые), эктодермальных (амфибии, немертины, кишечнополостные).

Табл. 35 свидетельствует, что белковые токсины широко представлены у животных различных систематических групп. Белки — благодатный материал для реализации действия механизмов естественного отбора. В свою очередь изучение аминокислотных последовательностей белков дает богатые фактические данные для установления их филогенетического родства. Так, установление первичной структуры полипептидных нейротоксинов яда элапид позволило поставить вопрос о филогенетическом родстве между различными токсинами: кардиотоксинами, «короткими» и «длинными» постсинаптическими нейротоксинами, из которых наиболее древними считаются кардиотоксины. Кроме того, намечены две филогенетические линии пресинаптических токсинов: от панкреатических фосфолипаз (p-бунгаротоксин, нотексин и др.) и полипептидных панкреатических ингибиторов протеиназ (дендротоксин).

Рассмотренные выше примеры отнюдь не исчерпывают всего разнообразия форм ядовитых аппаратов у различных животных и химической природы вырабатываемых ими ядов. Напротив, природа диет нам множество доказательств наличия переходных и смешанных типов как самих ядовитых желез, так и их ядовитых секретов.

Подводя итог рассмотрению современных проблем зоотоксино- логии и стоящих перед ней задач, нельзя не упомянуть о практическом использовании зоотоксинов в биологии, химии и медицине. Наиболее впечатляющим достижением современной зоотоксиноло- гии явилось выяснение химической структуры и молекулярных механизмов действия природных нейротоксинов, избирательно воздействующих на различные структуры ионных каналов нервной мембраны (рис. 92). Природа — этот искуснейший экспериментатор, дала в руки исследователей уникальные инструменты для изучения фундаментальных вопросов строения и функционирования 266

жувой клетки. Зоотоксины — это прекрасные модели для молекулярной биологии, позволяющие решать вопросы взаимосвязи структуры и функции в биомолекулах. С помощью зоотоксинов ведется наступление на целый ряд нервных, иммунных, гематологических заболеваний. Зоотоксинология внесла существенный вклад в разгадку такой экологической катастрофы, как «красные

Рис. 92. Схема действия аксональных нейротоксинов (по Ю. А. Овчинникову, 1980):

Д — блокирование тетродотоксином ионотранспортного участка Ка+-канала; Б — взаимо- ' действие батрахотоксина; В — нейротоксина скорпиона с компонентами «воротного» механизма натриевого канала

приливы», и установление причин отравления типа сигуатеры, имеющей в тропических районах эпидемиологическое значение. Большие перспективы сулит использование зоотоксинов как таксономических маркеров для решения спорных вопросов систематики.

Попытка систематизировать и классифицировать фактические сведения из какой-либо области знания — задача всегда неблагодарная и вместе с тем периодически необходимая. Накопленный в настоящее время фактический материал в области зоотоксино- логии давно перерос рамки опубликованных обобщающих работ. Это касается как описания новых видов ядообразующих животных и- их ядов, так и главным образом значительного углубления существующих представлений о химическом строении и механизмах действия давно известных ядов, например, змей, скорпионов, пауков, ос, пчел, актиний и др. Последнее представляется даже более важным, так как именно здесь удалось ярко продемонстрировать, чего можно добиться в биологии, применив наиболее мощные и современные методы исследований. С другой стороны, именно целенаправленное и массированное наступление на изучение клеточных и молекулярных механизмов действия зоотоксинов позволило в полной мере использовать феномен «отдачи» и успешно внедрить животные яды как в научные исследования, так и в медицинскую практику.

1»* 267

ЛИТЕРАТУРА

Алескер Э. М. Пчелиный яд в клинике внутренних болезней. — Л.: Медицина, 1964.

Антибиотические свойства секрета надлопаточных желез жаб)3ахаров В. И., Кузнецов В. О., Симонова В. Ф., Бешляга Е. Ф.— Кишинев: Штиница, 1973.

Артемов Н. М. Пчелиный яд.—М.: Изд-во АН СССР, 1941.

Барбье М. Введение в химическую экологию. — М.: Мир, 1978.

Баркаган 3. С., Перфильев П. П. Ядовитые змеи и их яды. — Барнаул: Алтайское книж. изд-во, 1967.

Беленький М. Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта.—М.: Медицина, 1963.

Бердыева А. Л. Змеиные яды, их токсическое действие и меры оказания помощи при укусах змей. — Ашхабад: Ылым, 1974.

Вальцева И. А. Патофизиологические особенности действия яда змей, обитающих на территории СССР, и некоторые вопросы экспериментальной терапии.—М.: Изд-во 1 МОЛМИ, 1969.

Вопросы герпетологии. Автореф. докл. III—(1973), IV—(1977), V — (1981) Всесоюзных герпетол. конф, —Л.: Наука.

Горюнова С. В., Демина Н. С. Водоросли — продуценты токсических веществ.— М.: Наука, 1974.

Гурин И. С., Ажгихин И. С. Биологически активные вещества гидробионтов—источник новых лекарственных средств и препаратов. — М.: Наука, 1981.

Иванов А. В. Пауки, их строение, образ жизни и значение для человека.— Л.: Изд-во ЛГУ, 1965.

Исхаки Ю. Б.. Жаворонков А. А. Яд змеи гюрзы. — Душанбе: Ирфан, 1968.

Жизнь животных/Под ред. Л. А. Зенкевич. Т. 1—4. — М.: Просвещение, 1969.

Каменская М. А Нейротоксины в физиологических исследованиях. Итоги намкн и техники. Сер. физиология человека и животных, т. 26.— М.: 1982.

ВИНИТИ,

Количественная токсикология/Голубев А А., Люблина Е. И., цев Н. А., Филов В. А. — Л.: Медицина, 1973.

Магазаник Л. Г. Нейротоксины змеиного яда как инструменты для сравнительного исследования холинорецепции. — В кн.: Сравнительная фармакология синаптических рецепторов. — Л.: Наука, 1977, с. 67—75.

Мариковский П. И. Тарантул и каракурт. — Фрунзе: Изд-во АН КиргизССР, 1956.

Толокон-

Мариковский П. И. Насекомые защищаются. — М.: Наука, 1977.

Механизмы действия зоотоксинов. Межвузовский сб./Под ред. Б. Н. Орлова. — Горький: Изд-во Горьк. ун-та, 1976, 1977, 1978, 1980—1983.

Овчинников Ю. А. Природные токсины в изучении молекулярных' основ нервной проводимости. — В кн.: Фундаментальные науки — медицине. — М.: Наука, 1980, с. 60—69.

Орлов Б. Н., Вальцева И. А. Яды змей.—Ташкент: Медицина, 1977.

Орлов Б. Н., Гелашвили Д. Б., Кузнецова М. А. Ядовитые беспозвоночные живогпые и их яды. — Горький: Изд-во Горьк. ун-та, 1981.

Орлов Б. И., Гелавшили Д. Б., Омаров Ш. М., Корнева И. В. Физиологические механизмы нейротропного действия змеиных ядов.— Успехи физиол. наук, 1979, т. 10, № 2, с. 24—44.

Орлов Б. И., Гелашвили Д. Б., Ушаков В. А. Ядовитые позвоночные животные и их яды.— Горький: Изд-во Горьк. ун-та, 1982.

Орлов Б И., Егоров В. В., Гелашвили Д. Б. Биологические основы дейст- - -яда скорпионов.—Биол. науки, 1981, № 2, с. 45—56.

Орлов Б. Н., Корнева П. В., Омаров III. М., Крылов В. И. Биологические

вня на организм

осиовы действия

№ 2, с. 302—315.

на организм яда жабы. — Успехи совр. биологии, 1980, т. 89,

О о. ;о( пчелшим с

Б Н.

Омаров Ш. М., Гелашвили Д. Б. и др. Химия и фармакология

яда. — Фармакол. и токсикол., 1978, № 3, с. 358—369.

Павловский Е. К. Ядовитые животные Средней Азии.—Сталинабад' Изд-во ТФ АН СССР, 1950.

Павловский Е. Н. Работы по экспериментальной зоологии и ядовитым жц-

Токсикология позвоночных. — Л.:Токсикология позвоночных. — Л.:животные.животные.Пигулевский С.Пигулевский С.вотным. — M. — Лл Изд-во АН СССР, 1963. Пигулевский С. В. Ядовитые

Токсикология позвоночных. — Л.:

Токсикология позвоночных. — Л.:

животные.

животные.

Пигулевский С.

Пигулевский С.

В. ЯдовитыеВ. Ядовитыеживотные. Токсикология беспозвоночных.животные. Токсикология беспозвоночных.Медицина, 1966.

В. Ядовитые

В. Ядовитые

животные. Токсикология беспозвоночных.

животные. Токсикология беспозвоночных.

, Пигулевский С.

токсикологии отравляющих веществ/Под ред. С. И. Голи-токсикологии отравляющих веществ/Под ред. С. И. Голи-Д_: Медицина, 1975.

токсикологии отравляющих веществ/Под ред. С. И. Голи-

токсикологии отравляющих веществ/Под ред. С. И. Голи-

Руководство по кова. — Мл Медицина, 1972.

Сахибов Д. Н., Сорокин В. М„ Юкельсон Л. Я. Химия и биохимия змеиных

2-е изд. — М.: Медицина, 1977.2-е изд. — М.: Медицина, 1977.ядов.—Ташкент: Фан, 1972.

2-е изд. — М.: Медицина, 1977.

2-е изд. — М.: Медицина, 1977.

Султанов М. И. Укусы ядовитых животных.

Талызин Ф. Ф. Змеи. — М.: Изд-во АН СССР, 1963.

Терентьев П. В. Герпетология.—Мл Высшая школа, 1961.

Холстед Б. Опасные морские животные.—Мл Гидрометеонздат, 1970.

Bower D. /., Hart R. /., Matthews P. A., Howden M. E. H. Nonprolein neurotoxins. — Clin. Toxicol., 1981, v. 18, N 7, p. 813—863.

Daly J. IF. Biological active alkaloids from poison frogs (Dendrobatidae).— J. Toxicol.: Toxin Rev., 1982, v. 1, N 1, p. 33—86.

Grishin E. V. The role of neurotoxins in studing sodium channels. — In: Chem. of peptides and proteins, vol. 2, Eds. Voelter W., Bayer E., Ovchinnikov Y. A., Wunsch E. N.-Y. 1984, p. 309—318.

Halsted B. Poisonous and venomous marine animals of the world, v. 1—3. Washington: U. S. Converment Printing Office, 1965—1970.

Handbook of experimental pharmacology. V. 52. Snake venoms. Ed. Lee C. Y.

Berlin e. a., 1979.

Hashimoto Y. Marine toxins and other bioactive marine metabolites. Jap. Sci. Soc. Press, Tokyo, 1979, v. 23, p. 1—369.

Natural toxins. — Proc. 6 th Inter, symp. on animal, plant and microbial toxins (Uppsala, 1979). Pergamonn Press, Oxford, 1980.

Neurotoxins: tools in neurobiology. — Advances in cytopharmacology, v. 3. Eds. Ceccarelli B., Clementi F. Raven Press, 1980.

Russell E., Bogert С. M. Gila monstr: its biology, venoms and bite-a review. — Toxicon, 1981, v. 19, p. 341—359.

Schmidt J. O. Biochemistrv of insect venoms. Ann. Rev. EntomoL, 1982, v, 27, p. 339—368.

Tashmukhamedov B. A., Usmanov P. V., Razakov I. et ai. Effects of different spider venoms on artifical and biological membranes. — «Toxins as tools neuro- chem». Proc. Symp., Berlin (West), 1983, p. 282—290.

Toxins of animals and plant origin. Eds. de Vries A., Kochva E., v. 1—3, N.-Y., Gordon and Breach, 1971 —1973.

Venomous animals and their venoms. Eds. Bucherl W., Buckley E. E. N.-Y. — London, Acad. Press, v. 1 — 1968, vv. 2—3— 1971.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬПолужирным шрифтом выделены страницы, на которых помещены рисунки. Звездочкой отмечены страницы, на которых приведены структурные формулы соединений.ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬПолужирным шрифтом выделены страницы, на которых помещены рисунки. Звездочкой отмечены страницы, на которых приведены структурные формулы соединений.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Полужирным шрифтом выделены страницы, на которых помещены рисунки. Звездочкой отмечены страницы, на которых приведены структурные формулы соединений.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Полужирным шрифтом выделены страницы, на которых помещены рисунки. Звездочкой отмечены страницы, на которых приведены структурные формулы соединений.

Адален 137

Акантофин 222

Акрилилхолин 68*

Активно-ядовитые животные 12 вооруженные 12 — — — невооруженные 12

Алгогенное действие зоотоксинов 18, 262

Аллелохимические взаимодействия И

Алломоны 11

Анабазеин 56*, 131

Ангидробонеллин 55

Антигеморрагические факторы 250

Антикомплементарные факторы 233

Антоплеурин А 50

Анкрод 20, 246

Апамин 122*

Апитерапия 127

Апифор 20, 127

Аплизиатоксины 70*

Аплизин 70

Арахноидизм 90 Арвин 20, 246 Астеросапонины 155, 156* Атраксин 92 Атратоксин 219

Аутофармакологические реакции 18, 262

О-Ацетилсамандарин 201

Барбатолизин 130

Батраксобин 246

Батрахотоксип 15, 18, 190, 191* Бомбезин 189

Ботропазин 243

Биогенные амины в ядах амфибий 187, 188, 196 кишечнополостных 42, 44 моллюсков 67, 71, 73 насекомых 115, 116, 121, 127 паукообразных 78, 87, 91 рыб 168, 181 Бонеллин 55

Брадикинин 117*, 187, 189* а-Бунгаротоксин 194, 219, 224* р-Бунгаротоксин 219, 228 х-Бунгаротоксин 225 Буфоталии 197 Буфотоксин 197* Буфотенидин 188, 196 Буфотенин 188*, 196

Веспакинины 117

Видоспецифические нейротоксины 78

Виперотоксин 242

Випоксин 242

Випротокс 20

Випросал 20

Вирапин 20

Вторично-ядовитые животные 11, 12

Гамабуфоталин 196 'Галлюциногены 1/7, 188 Гефиротоксин 194* Гидрохиноны 138 Гимберотоксин 31 Тироксин 241

Гистаминлибераторы 18, 40, 83, 122, 128

Гистрионикотоксин 193*

Гломерин 149*

Гомарин 55

Гониаутоксины 28*

Голотоксины 159*

Голотурины 157*

Гоплостатин 181

Граммистины 179

Дендротоксин 229

Дендролазин 131*

Дезацетплскаларадпал 34*

Дерморфин 189*

Дефибраза 20, 246

Диамфотоксин 136

Диногунеллин 178

Заднебороздчатые змеи 205

Инсектотоксины 79, 80*

Иридомирмецин 131*

Ихтиокринотоксины 178

Ихтиотоксины 33, 177

Ихтиохемотоксины 180

Калатоксин 142

Калатропин 142

Калатропагении 142

Кандицин 70*

Кантаридин 133, 134*

Кардиотоксины 218, 219

Кардиопеп 126

Каталаза 138

Каудоксин 242

Кайин 141

Кинины 117

Кобротоксин 219, 220, 224*

Кокцинеллин 137

Конгестин 48

Конотоксины 65

Красный прилив 24

Кротамии 241

Кротапотин 240

Кротоксин 219, 240

Ксенобиотики 18, 262

Куботоксин 181

Кукумариозид С 159

Латикотоксин 224* а-Латротоксин 96 .Лептодактилин 188* Лептинотарзин 135 Лофотоксин 47, 48*

Маитотоксии 31, 176 Макулотоксин 74 Мандаротоксин 118 Манделонитрил 150* Маринобуфагин 198 Мастопараны 118* Мелиттин 116, 122* Мембраноактивные полипептиды 50, 218, 230

Металлопротеазы 240, 242 Мойяветоксин 241 MCD-пептиды 118*, 124* Мулготоксин 228 Мур ек син 68*

Налоксон 221

' Немертиллен 57* Неосакситоксин 28 Нереистоксии 59, 60* Нейротоксины

— аксональные 49, 58, 78*, 79*, 84

— постсинаптические 218, 221, 235

—пресинаптические 218, 227 Ноксиустоксин 85 Нотексин 219, 228

Опиаты эндогенные 187, 189*, 190, 220

Ориентотоксин 115

Палитоксин 15, 51, 52*

Палитоатоксин 51

Паралитический яд моллюсков 2(

29

Пардаксин 180

Пассивно-ядовитые животные 11, 12

Пахутоксин 178*

Педерии 133, 134*

Пеламистоксин 236

Первично-ядовитые животные 11, 12

Переднебороздчатые змеи 205

Поли стин 116

Полистескинипы 117

Прокамин 126

Протеазы сериновые 242

Прямой литический фактор 86, 231

Пумилиотоксины 194*

Ранакинины 189*

Резибуфогеиин 198

Репелленты 18

Рептилаза 20, 246

Ризостомин 46

Риптицин 179

Самандарин 199, 200*

Самандарон 201

Самандаридин 201

Сакситоксин 15. 18, 26, 27, 28*, 30,

173

Сенециоилхолин 68*

Секапин 125

Сигуатера 31, 174

Сигуатоксин 31, 174

Скаритоксин 177

Соленопсин А 129*

Стипвен 20, 246

Стриатоксин 64

Суберитин 33

Суругатоксин 69*

Сыворотки лечебные против ядов

змей 19, 220, 234, 239, 247

кишечнополостных 19, 41

-клещей 105

— —пауков 19, 20, 92, 93, 96

рыб 19, 170

скорпионов 19, 20

Талассин 48

Тарихатоксин 14, 172, 201

Тахикинины 187

Тайпоксин 15, 219, 228

Телоцинобуфагин 198

Тертиапин 125*

Тетродотоксин 15, 18, 69, 171, 172*

у-Титиустоксин 85

Тригонеллин 55

Тромбоцитин 244, 246

Узарегинин 143*

Уперолеин 189

Уроканилхолин 68*

Урхитоксины 154

Фармакокинетика 15

Фармакодинамика 15

Фактор роста нервов 233

Факторы геморрагические 238

Фасцикулин 229

Феромоны 131

Ферменты ядов

амфибий 190

змей 218

кишечнополостных 40, 44

насекомых 115, 130

паукообразных 81, 93, 101

Физалемин 73, 189*

Филантотоксины 112

Фосфолипаза А2

— насекомых 115, 122

—паукообразных 81, 86

— рептилий 228, 231

Халитоксины 35*

Хапалотоксин 74

Хелоспектиньг 254

Циклонеосамандарон 201

Церулеин 189

Церулеотоксин 255

Цефалотоксин 73

Цитотоксины 33, 34, 50, 57, 218, 219

Ципринйдин 178

Чирикитоксин 195

Шок при' отравлении зоотоксинами

220, 238

Эбурнетоксин 66

Эволюция зоотоксинов 265

УКАЗАТЕЛЬ ЛАТИНСКИХ НАЗВАНИЙУКАЗАТЕЛЬ ЛАТИНСКИХ НАЗВАНИЙAbramis brama 177

УКАЗАТЕЛЬ ЛАТИНСКИХ НАЗВАНИЙ

УКАЗАТЕЛЬ ЛАТИНСКИХ НАЗВАНИЙ

Acanthophis antarcticus 209, 223

Acanthoscurria 88, 90

Achatina fulica 71

Acropora 53

Actinaria 48

Actinia equina 37,. 51

Actinodendron plumosum 49

Actinopterygii 162

Actinopyga agassizi 157

Agkistrodon contortrix 245

— blomhoffir 243'

— piscivorus 204, 206

— rhodostoma 245, 246, 247

Agnatha 181

Aiptaisia mutabilis 51

Aipysurus laevis 235

Alutera scripta 51

Ambliomma hebraeum 105

Ammophila sabulosa 111

Amphibia 185

Amphiporus angulatus 57

Amphisbaenia 203

Andrena hattorfiana 120

Androctonus aeneas aeneas 82

— amoreuxi 82

—-australis 79, 80

— crassicauda 76

— mauretanicus 80

— melanophysa 77

Anemonia sulcata 37, 49

Экарин 244, 246, 247

Эледозин 73*

Энгидротоксины 236

Эпиактин 51

Эптатетрин 182

Эрабутоксины 224*, 235, 237*

Ядовитый аппарат

амфибий 187

змей 203, 205, 207, 208,210,212

иглокожих 152, 153

кишечнополостных 36, 38

клещей 102, 103

моллюсков 63, 72

многоножек 146

Jпауков 89

— — перепончатокрылых 109, НО, 112, 113, 119, 120, 128

рыб 165, 166, 167

скорпионов 75, 77

утконосов 258

червей 56, 59

чешуекрылых 138, 139

-ядозубов 251, 252

Anguilla vulgaris 180

■Anisodoris nobilis 71

Annelida 59

Anopla 56

Anthopleura xanthogrammica 48, 49, 51

Anthozoa 38, 47

Anura 185, 186, 187

Aphanizomenon flos-aquae 26

Apheloria corrugata 149

Aphenogaster fulva 131

Apis mellifera 109

— mellifica 120

Aplysiidae 70

Apocrita 108

Apoda 185

Apoica pallens 109

Apoidea 119

Arachnida 75

Aranei 88

Araneidae 89, 90

Araneomorphae 92

Araneus diadematus 99

Archiddris montereyensis. 71

— odhneri 71

Arctia caja 141

Argasidae 102

Argiope lobata 99

Arothron hispidus 179

Ascalaphidae 146

Asilidae 144

Aspidochirota 152

Asterias amurensis 151, 155

Asteroidea 155

Atelopus chiriquiensis 186, 195

— varius 195

— zeteki 195

Atergatis floridis 27

Atractaspis bibrohii 248

— engaddensis 248

Atrax robustus 88, 92

Atta sexdens 131

Avicularia .88, 90

Aviculariidae 90

Babylonia japonica 68, 172

Barbus sp. 177

Batrachoididae 164

Belostomatidae 144

Bitis arietans 206

— caudalis 242

— gabonica 244, 245

Bivalvia 62

Boiga blandingi 248

— trigonatum 208

Bombidae 127

Bombina bombina* 188, 189

Bombus distinguendus 120

— impatiens 109

— terrestris 108, 127

Boneilia 55

Boophilus decoloratus 105

Bothriuridae 86

Bothrops asper 250

— atrox 206, 244, 245, 246

— jararaca 215, 243, 247

— moojeni 246

Brachinus 138

Braconidae 109

Buccinidae 68

Bufo alvarius 188

— bufo 186, 198

— calainita 22

— gargarizans 198

— marinus 198

— viridis 198

Bufonidae 186, 195

Bungarus caeruleus 206

— multicinctus 224

Buthacus arenicola 82

Buthidae 75, 82

Buthiscus bicalcaratus 82 '

Buthus (Mesobuthus) eupeus 76, 80

— occitanus tunetanus 82

— tarnulus 83

Cacospongia scalaris 34

Cadina flavomaculata 71

Callimorpha 140

Caranx sexfasciatus 175

Carcharodon carcharias 162

Carcinoscorpius rotundicauda 27

Carausius morosus 135

Carybdea 41

Caudata 185/ 199

Centruroides limpidus tecomanus 82

— noxius 85

— sculpturatus 85

— suffusus suffusus 85

Cephalopoda 72

Cerastes cerastes 245

Cerebratulus lacteus 57

Chactidae 75, 86

Charonia saulinae 172

Chelicerata 75

Chilopoda 146, 147

Chimaeriformes 162

Chiracanthium japonicum 101

— punctorium 89, 101

Chironex fleckeri 37, 41

Chiropsalmus sp. 43

Chondrichthyes 162

Chrysaora quinquecirrha 37, 43

Cittarium (Livona) pica 174

Clubion 101

Clubionidae 89, 101

Clupanodon thrissa 165, 181

Clupea thrissa 165

Coccinellidae 137

Coelenterata 36

Coleoptera 132

Colostethus 187

Coluber ravergieri 207, 246

Colubridae 205, 207, 246

Colubrinae 207

Condylactis gigantea 51

Conger conger 165. 180

Conus achatinus 66

— arenatus 67

— californicus 65

—eberneus 66

— geographus 65

— lividus 67

— magus 64

— marmoreus 63

— quercinus 67

— striatus 63, 64

Crassostrea echinata 26

— gigas 26

Crotalidae 213, 214, 237

Crotalus adamanteus 204, 206, 242, 245

—’atrox 206, 215, 243, 249 .

— durissus terrificus 215, 240, 241

—scutulatus 241

— viridis 215

Crypthoheilus annulatus 111

Ctenidae 89

Ctenochaetus striatus 175, 176*

Ctenus nigriventer 89

Cubomedusae 41

Cucumaria fraundatrix 159

— japonica 151

Cyanea capillata 45

Cybister 137

Cycloporus popilossus 55

Cyclostomata 161, 181

Cyprinidae 164, 178

Cyprinus carpio 177

Danaus chrisippus 142

— plexippus 135

Dasyatiformes 167

Dasyatis aspera 163

Dasymutilla klugii 109

Dendroaspis angusticeps 206, 229

— jamesoni 224

— polylepis 224, 229

— viridis 224

Dendrobates auratus*194

— histrionicus 193

— pumilio 187, 194

Dendrobatidae 186, 190

Dendryphantes noxiosus 89

Diademichthys lineatus 179

Diamphidia locusta 136

— nigro-ornata 136

Dinoflagellata 24

Dinoponera gigantea 109

Diodon hystrix 165

Diplocentridae 86, 87

Diplopoda 146, 149

Dipluridae 91

Diptera 143

Discoglossus 188

Dispholidus typus 208, 245, 246, 247

Dytiscus 137 ’

Ectatomma tuberculatum 109

— quadridens 109

Echinodermata 151

Echinoidea 153

Echis carinatus 204, 206, 242, 244, 246

Eciton burehelli 109

Elaphe longissima 246

Elapidae 205, 208

Elasmobranchii 162

Eledone cirrosa 73

— moschata 73

Engraulis japonicus 164

Enhydrina schistosa 206, 224, 234

Enopla 56, 57

Epiactis prolifera 51

Epilachna chrysomelina 132, 137

Epinephelus fuscoguttatus 175

Eptatretus stoutii 182

Eresidae 101

Eresus niger 89, 101

Euproctis chrysorrhoea 139

— subflava 140

Fordonia leucobalia 208

Formicoidea 127

Fugu ocellatus obscurum 171

— vermiculare 165

27-1

Gambierdiscus toxicus 31, 176

Gastropoda 62

Glicera convoluta 61

Glomeris marginata 149

Gobiodon sp. 172, 180

Gobius criniger 165

Gonionemus vertens 38

Goniopora sp. 53

Gonyaulax catenella 25, 26, 29

— excavata 25, 28

— monilata 25, 31

— polihedra 25

— tamarensis 25, 28

Gorgonaria 47

Grammistes sexlineatus 165, 178, 179

Grammistidae 178

Gymnodinium breve 25, 31

— vereficum 25

Gymnothorax nudivomer 179, 180

— javanicus 175

Haliclona erina 33

—rubens 33

Halictus sexcintus 120

Hapalochlaena maculosa 72, 74, 172

Heloderma horridum 250, 252

— suspectum 250

Helodermatidae 250

Hemachatus haemachatus 224

Hemiptera 144

Heterometrus gravimanus 87

— fulvipes 87

Hexanchus griseus 162

Holocephali 162

Holothuria impatiens 151

— lubrica 157

—vagabunda 157

Holothuroidea 156

Holotrichius innesi 145

Homolopsinae 208

Hoplosthetus atlanticus 181

Hyalomma 103

Hydroidea 38

Hydrophidae 205, 210, 234

Hydrophis elegans 235

— belcheri 235

— cyanocinctus 234

—ornatus 235

— semperi 210

Hydrozoa 38

Hyla 188

Hymenoptera 108

khneumonoidea 109

Insecta 107

Isectivora 260

Iridomyrmex humilus 131

Ixodes holocyclus 102

— ricinus 102, 103

Katsuwonus pelamis 164

Kyphosus vaigiensis 177

Lachesis muta 206, 215

-Lampetra fluviatilis 183

Lasiodora 90

Laticauda laticauda 224

— schistorhynchus 204

— semifasciata 224, 235, 236

Latrodectus antheratus 97

— mactans tredecimguttatus 88, 97

Leiurus quinquestriatus 78

Lepidoptera 138

Lepisosteus spatula 178

Leptinotarsa decemlineata 132

Leptodactylus pentadactylus 188

Lethocerus cordofanus 144

Lethrinus miniatus 164

Lineus gesserensis 56

Liphistiomorphae 88

Lityphantes paykulliana 98

Lopha cristagalli 26

Lophogorgia sp. 47, 48

Loxosceles arizonica 88, 92

— reclusa 92, 93, 94

Lumbriconereis heteropoda 59

Lutianus bohar 164, 175

Lycosa raptoria 100

— singoriensis 88, 101

Lycosidae 89, 99

Lytta menetriesi 132

Madreporaria 53

Mammalia 257

Marthasteria glacialis 156

Mastophora gasteracanthoides 89, 99

Megachile sericans 120

Megalopyge urens 140

Meloe 132

Meloidae 132

Mertensilla caucasica 22

Metridium senile 38, 50, 51

Microbracon hebetor 109

Micrurus sp. 206

Millepora sp. 39

Modiolus sp. 26

Mollusca 62

Mugil cephalus 177

Mulloidichthys samoensis 177

Muraena helena 165, 180

Muraenidae 164

Murex sp. 68

Mycetopnilidae 144

Mygalomorphae 90

Mylabris calida 132

Myriapoda 107

Myrmecaria natalensis 131

, Myrmecia pyriformis 109, 130

Myrmicidae 127

Myrmeleonidae 146

Myrmica sp. 109

Mytilus sp. 26

Myxine glutinosa 181

Naja melanoleuca 224

— haje 204, 224

— naja 206, 209, 245

atra 219, 220, 224

mossambica 232

— — philippinensis 226

sputatrix 210

— higricollis 210, 221, 224

Naja nivea 224

— oxiana 22, 209, 222, 224, 226, 228, 245

— siamensis 223, 224, 226

Nebo hierochonticus 87

Nemertini 55

Neomys 260

Nepa cinerea 145

Nephila clavata 99

Neptunea arthritica 67

—intersculpta 67

Nereis pelagica 59

Neuroptera 145

Notechis scutatus 206, 209, 228, 245

Nudibranchia 71

Nygmia chrysorrhoea 139

— phaeorrhoea 139

Octocorallia 47

Octopus lunulatus 72

— vulgaris 73

Odontophrynus 188

Ophiophagus hannah 209, 224

Opisthobranchia 71

Ornithorhynchus anatinus 258

Ornithodorus savignyi 102, 105

Osmia spinulosa 120

Osmylidae 145

Osteichthyes 162

Ostracion lentiginosus 179

— meleagris 178

Ostrea edulis 26

Oxynoe panamensis 71

Oxyuranus scutellatus scutellatus 206, 209, 228, 245

Paederus 132

Pagellus erythrinus 165

Palamneus gravimanus 78

Palythoa tuberculosa 51, 53

— toxica 51

Pandinus exitialis 87

Parademansia microlepidotus 228

Paranemertes peregrina 56

Paraponera clavata 109

Parasa consocia 139, 140

Parasitiformes 102

Pardachirus marmoratus 179

Paravespula sp. 109

275

Varanidae 254Varanus griseus 251Vejovidae 86, 87Vejovis spinigerus 87Vermes 55Verongia sp. 33Vertebrata 161Vespa insularis 118Vespa mandarina 118 — orientalis 108, 109 .Vespoidea 113Vespula lewisii 118— maculata 116maculifrons 116squamosa 109Vipera ammodytes 242— aspis 212— berus 206, 243, 24 5—kaznakovi 22■— lebetina 243, 245— palaestinae 206, 24 2, 250— russelli 204, 206, 245, 246— transcaucasiana 22— xanthina raddei 22Viperidae 205, 210. 21 1, 237Varanidae 254Varanus griseus 251Vejovidae 86, 87Vejovis spinigerus 87Vermes 55Verongia sp. 33Vertebrata 161Vespa insularis 118Vespa mandarina 118 — orientalis 108, 109 .Vespoidea 113Vespula lewisii 118— maculata 116maculifrons 116squamosa 109Vipera ammodytes 242— aspis 212— berus 206, 243, 24 5—kaznakovi 22■— lebetina 243, 245— palaestinae 206, 24 2, 250— russelli 204, 206, 245, 246— transcaucasiana 22— xanthina raddei 22Viperidae 205, 210. 21 1, 237Xenopus 188Xylocopa virginica 109Zoantharia 51Zosimus sp. 27Zygaena sp. 140Xenopus 188Xylocopa virginica 109Zoantharia 51Zosimus sp. 27Zygaena sp. 140

Varanidae 254

Varanus griseus 251

Vejovidae 86, 87

Vejovis spinigerus 87

Vermes 55

Verongia sp. 33

Vertebrata 161

Vespa insularis 118

Vespa mandarina 118 — orientalis 108, 109 .

Vespoidea 113

Vespula lewisii 118

— maculata 116

maculifrons 116

squamosa 109

Vipera ammodytes 242

— aspis 212

— berus 206, 243, 24 5

—kaznakovi 22

■— lebetina 243, 245

— palaestinae 206, 24 2, 250

— russelli 204, 206, 245, 246

— transcaucasiana 22

— xanthina raddei 22

Viperidae 205, 210. 21 1, 237

Varanidae 254

Varanus griseus 251

Vejovidae 86, 87

Vejovis spinigerus 87

Vermes 55

Verongia sp. 33

Vertebrata 161

Vespa insularis 118

Vespa mandarina 118 — orientalis 108, 109 .

Vespoidea 113

Vespula lewisii 118

— maculata 116

maculifrons 116

squamosa 109

Vipera ammodytes 242

— aspis 212

— berus 206, 243, 24 5

—kaznakovi 22

■— lebetina 243, 245

— palaestinae 206, 24 2, 250

— russelli 204, 206, 245, 246

— transcaucasiana 22

— xanthina raddei 22

Viperidae 205, 210. 21 1, 237

Xenopus 188

Xylocopa virginica 109

Zoantharia 51

Zosimus sp. 27

Zygaena sp. 140

Xenopus 188

Xylocopa virginica 109

Zoantharia 51

Zosimus sp. 27

Zygaena sp. 140

Pelagia noctiluca 45

Pelamis platurus 210, 235, 236

Pelobates syriacus 22

Perea fluviatilis 177

Perciformes 163

Petromyzon marinus 182

Pheidole fallox 131

Philodryas olfersi 246

Philantus triangulum 108, 111

Phormictopus 88

Phyllidia varicosa 71

Phyllobates aurotaenia 191

Phyllomedusa rohdei 186

— sauvagei 190

Physalaemus fuscomaculatus 73, 189

Physalia physalis 39

— utriculus 37

Pinctada maxima 26

Pisces 161

Platymeris rhadamanthus 145

Platypodia, granulosa 27

Platyura 144

Plethodontidae 201

Pleurodema 188

Poecilotheria fasciata 91

Pogonomyrmex badius 109, 129

— barbatus 109, 129

— comanche 109

Pogonoperca punctata 178, 179

Podalirius quadrifasciata 120

Polistes sp. 117

Polybia chrysothorax 109

Pompiloidea 111

Pompilus sp. Ill

Ponera coajctata 108

Poneridae 127

Prostoma rubrum 56

Protogekkota 203 '

Protogonyaulax catenella 28

Prototheria 257

Protozoa 24

Prymnesium parvum 25

Psammophis lineolatus 208

Pseudechis australis 228

— colletti 209

Pseudomyrmex 131

Pseudonaja textilis 234

Pterinochilus sp. 88, 91

Pterois antennata 164

— volitans 163, 169

Ptychodiscus brevis 31

Pyrodinium sp. 25

Rana esculenta 189

Reduviidae 145

Reptilia 203

Rhabdophis tigrinus 207

Rhinoderma 188

Rhipicephalus evertsi 105

Rhizostoma pulmo 46

Rhizostomida 41, 46

Rhodactis howesi 51

Ropolidia revolutionalis 116

Rypticus saponaceus 178, 179

Salamandridae 185, 199

Salamandra salamandra 185, 186

Salticidae 89

Sarcopterygii 162

Sauria 251

Saxidomus giganteus 26

Scarus gibbus 175, 177

Schizothorax intermedius 17s

Sciomyzidae 144

Scolopendra aral caspia 147

— cingulata 147

— moristans 147

Scorpaena guttata 167, 169

— porcus 163

— scrofa 164

Scorpaenidae 169

Scorpaeniformes 163

Scorpaenichtys marmoratus 178

Scorpiones 75

Scorpionidae 86

Scorpio maurus palmatus 79, 86

Scyphozoa 41

Scytodes thoracica 90

Sebastes norvegicus 166

Semaeostomeae 41, 43

Sepia officinalis 73

Seriola anteovitata 175

Serpentes 203

Serranidae 178

Sicariidae 89. 92

Siluriformes 163

Siphonophora 38, 39

Sistrurus 215

Solenodon cubanus 260

— paradoxus 260

Solenopsis invicta 128

— richteri 128

Soricidae 260

Sphaeroides 171

Sphecoidea 111

Sphyraena barracuda 164, 17.L

— picuda 165

Spongia 32

Spondylus sp. 26

Squalus acanthias 163

Staphylinidae 132

Stichaeus grigorjewi 178

Stichopus japonicus 151, 158

Stoichactis gigantea 49

Stomolophus meleagris 46

Stylocheilus longicauda 71

Suberites domuncula 32, 33

Sycon ciliatum 32

Synanceidae 168

Synanceja verrucosa 164

Tabanidae 144

Tachyglossidae 257

Taricha torosa 14, 172, 186, 201

Tealia felina 51

— lofotensis 51

Telescopus fallax 208

Tetanocera elata 144

— plebia 144

Tetraodontidae 164, 171

Tetrogonurus cuveri 181

Thais sp. 67, 68

Thalassophryne dowi 167

— reticulata 164

Thamnophis elegans vagrans 20/, <.4/

Thelotornis kirtlandi 208, 245, 246

Theria 257

Theridiidae 89, 95

Tityus serrulatus 78

Toxopneustes pileolus 153

Trachelas 101

Trachinidae 164, 168

Trachinus draco 164

Trimeresurus flavoviridis 20, 214, 239,

' 243, 250

— mucrosquamatus 245

Tripneustes gratilla 154

Tritonalia crinacea 68

Turbo sp. 26, 69, 70

Turbinidae 69

Upeneus arge 177

Uperoleia rugosa 189

Urolophus halleri 168

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список принятыхсокращений3

Перечень аминокислот 4

Предисловие7

Введение 5

Глава 1. Общая зоотоксинология .И

Токсинологическая классификация ядовитых животных. Вопросы терминологии11

Основные методы экспериментальногоизучениязоотоксинов..13

Медицинские аспекты зоотоксинологии15

Охрана и рациональное использованиеядовитыхживотных..21

Глава 2. Ядовитые простейшие (Protozoa)24

Токсинологическая характеристика патогенных организмов «красного прилива»24

Яд динофлагеллят27

Сакситоксин и его аналоги27

Гимберотоксин и другие токсины31

Глава 3. Ядовитые губки (Spongia) 32

Токсикологическая характеристика32

Яд губок33

Глава 4. Ядовитые кишечнополостные (Coelenterata) ....36

Токсикологическая характеристика36

Яд гидроидных медуз и полипов (Hydrozoa)38

Подкласс Гидроидные (Hydroidea)38

Подкласс Сифонофоры (Siphonophora)39

Яд сцифоидных медуз (Scyphozoa)41

Отряд Кубомедузы (Cubomedusae)41

Отряд Дискомедузы (Semaeostomeae)43

Отряд Корнеротые медузы (Rhizostomida)46

Яд коралловых полипов (Anthozoa)47

Отряд Роговые кораллы (Gorgonaria)47

Отряд Актинии (Actinaria)48

Отряд Корковые кораллы (Zoantharia)51

Отряд Мадрепоровые кораллы (Madreporaria)53

Глава 5. Ядовитые черви (Vermes)55

Токсинологическая характеристика55

Яд немертип (Nemertini)55

Вооруженные немертины (Anopla)56

Невооруженные немертины (Enopla)57

Яд кольчатых червей (Annelida)59

Глава 6. Ядовитые моллюски (Mollusca) .62

Токсикологическая характеристика62

Яд брюхоногих моллюсков (Gastoropoda)62

Активно-ядовитые брюхоногие моллюски62

Пассивно-ядовитые брюхоногие моллюски67

Яд головоногих моллюсков (Cephalopoda)72

Глава 7. Ядовитые паукообразные (Arachnida)75

Токсинологическая характеристика отряда скорпионов (Scorpio- nes)75

Яд скорпионов76

Токсикологическая характеристика отрада пауков (Aranei) ..88

Яд пауков90

Подотряд Мигаломорфные пауки, или пауки-птицеяды в широком смысле (Mygalomorphae, пли Orthognatha) .....90

Подотряд Аранеоморфные пауки (Araneomorphae) ....

Яд клещей (Parasitiformes)

Глава 8. Ядовитые насекомые (Insecta) и многоножки (Myriapoda) .

Токсикологическая характеристика

Яд перепончатокрылых (Hymenoptera)

Наездники (Ichneumonoidea)

Роющие, или Сфекоидные, осы (Sphecoidea) и Дорожные осы (Pompiloidea)

Складчатокрылые осы (Vespoidea)

Пчелиные (Apoidea)

Муравьи (Formicoidae)

Яд жуков (Coleoptera)

Нарывниковые жуки

Колорадский жук

Диамфидип

Яд чешуекрылых, или бабочек (Lepidoptera)

Насекомые с ядовитым ротовым аппаратом

Отряд Двукрылые (Diptera)

Клопы, или полужесткокрылые (Hemiptera)

Сетчатокрылые (Neuroptera)

Токсикологическая характеристика многоножек ....

Яд многоножек

Подкласс Губоногие (Chilopoda)

Подкласс Двупарпоногие (Diplopoda)

Глава 9. Ядовитые иглокожие (Echinodermata)

Токсикологическая характеристика

Яд морских ежей (Echinoidea)

Яд морских звезд (Asteroidea)

Яд голотурий (Holothuroidea)

Глава 10. Ядовитые рыбы (Pisces) и Круглоротые (Cyclostomata) .

Токсинологическая характеристика

Яд активно-ядовитых рыб

Скаты-хвостоколы (Dasyatiformes)

Морские дракончики (Trachinidae)

Бородавчатковые (Synanceidae)

Скорпеновые (Scorpaenidae)

Яд пассивно-ядовитых рыб

Тетродотоксип

Сигуатера ,

Галлюциногены

Ихтиотоксины

Ихтпокринотоксины

Ихтиохемотоксины

10.4. Яд круглоротых (Cyclostomata)

Глава 11. Ядовитые амфибии (Amphibia)

Токсинологическая характеристика

Яд бесхвостых амфибий (Anura)

Биогенные амины

Пептиды и белки

Нейротоксические алкалоиды яда лягушек (Dendrobatidae) .

Кардиотоксические стероиды яда жаб (Bufonidae) .

Яд хвостатых амфибий (Caudata)

Глава 12. Ядовитые рептилии (Reptiiia)

Токсинологическая характеристика

92 102107107108109111113119127132132134136138143143144145146147147149151151153155156161161165167168168169170171174177177178180181185, 185, 187. 188. 188. 190195. 199. 203. 203. 21992 102107107108109111113119127132132134136138143143144145146147147149151151153155156161161165167168168169170171174177177178180181185, 185, 187. 188. 188. 190195. 199. 203. 203. 219Яд змей сем. Elapidae

92 102

107

107

108

109

111

113

119

127

132

132

134

136

138

143

143

144

145

146

147

147

149

151

151

153

155

156

161

161

165

167

168

168

169

170

171

174

177

177

178

180

181

185

, 185

, 187

. 188

. 188

. 190

195

. 199

. 203

. 203

. 219

92 102

107

107

108

109

111

113

119

127

132

132

134

136

138

143

143

144

145

146

147

147

149

151

151

153

155

156

161

161

165

167

168

168

169

170

171

174

177

177

178

180

181

185

, 185

, 187

. 188

. 188

. 190

195

. 199

. 203

. 203

. 219

Яд морских змей (Hydrophidae)234

Яды гадюк (Viperidae) и ямкоголовых змей (Crotalidae) . 237

Яд ужеобразных змей (Colubridae)246

Природная устойчивость к змеиным ядам. Профилактика укусов змей .249

Ядовитые ящерицы (Sauria) и их яды .251

Семейство ядозубов (Helodermatidae)251

Семейство варанов (Varanidae)254

Глава 13. Ядовитые млекопитающие (Mammalia)257

Яд яйцекладущих млекопитающих (Prototheria)257

Яд живородящих млекопитающих (Theria) ..'•■ 259

Отряд Насекомоядные (Insectivora)260

Заключение261

Литература . 268

Предметный указатель270

Указатель латинских названий 272

Борис Николаевич Орлов, Давид Бежанович Гелашвили зоотоксинология (ядовитые животные и их яды)

Заведующий редакцией Д. Г. Гаврилов. Научный редактор И. А. Вальцева. Редактор издательства М. М. Пенкина. Младшие редакторы Н. А. Белокопытова, Е. И. Попова. Художественный редактор Т. А. Коленкова. Технический редактор Р. С. Родичева. Корректор С. К- Завьялова.

- ИБ № 4187

Изд. Ле Е-450. Сдано в набор 03.12.84. Подп. в печать 09.08.85. Т-11676. Формат 60Х90‘Лб« Бум. тип. Л1? 2". Гарнитура литературная. Печать высокая. Объем 17,5 усл. печ. л. 17,75 усл. кр.-отт. 20,22 уч.-изд. л. Тираж 12000 экз. Зак. № 546. Цена 85 коп. Издательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14.

Великолукская городская типография управления издательств, полиграфии и книжной торговли Псковского облисполкома, г. Великие Луки, ул. Полиграфистов, 78/12

пол

**

*

Оценивая степень изученности биологически активных веществ^ червей, следует признать, что она далека от завершения и в настоящее время по существу только начинает развертываться широкий фронт работ по изучению токсинов этой группы беспозвоночных животных.

* *

*

При сравнительно-токсинологическом анализе ядовитых аппаратов амфибий можно отметить определенное упрощение их строения. Действительно, по сравнению с рыбами амфибии утратили такие защитные приспособления, как ядовитые колючки и шипы. С другой стороны, у амфибий еще отсутствуют ядовитые органы, связанные с ротовым аппаратом, что наблюдается у рептилий. Последнее обстоятельство в значительной мере связано с особенностями питания амфибий, рацион которых в основном состоит из мелких беспозвоночных. Унаследовав от первично-водных организмов кожные слизистые железы, амфибии используют их не только для обеспечения дыхательной функции кожи, постоянно увлажняемой слизью, но и для защиты от врагов. Выработка раздражающих и ядовитых веществ — одна из наиболее древних защитных

Б.Н.Орлов, Д.Б. Гелашвили

300Т0КСИН0Л0ГИЯ

(ядовитые животныеи их яды)

ДопущеноМинистерством высшего и среднегоспециального образования СССРв качестве учебного пособиядля студентов высших, учебных заведений,обучающихся по специальности «Биология»

МОСКВА „ВЫСШАЯ ШКОЛА6 1985

ББК 28.6

0-66

УДК 591.145

Рецензенты:

кафедра зоологии позвоночных Ташкентского государственного университета им. В. И. Ленина (зав. кафедрой д-р бпол. наук И. К. Кадыров); д-р биол. наук И. А. Вальцева (1-й Московский медицинский институт

„им. И. М. Сеченова)

Отсканировано Кипером Русланом для http://chemister.fannet.ru

Орлов Б. Н., Гелашвили Д. Б.

0-66 Зоотоксинология (ядовитые животные и их яды): Учеб, пособие для студентов вузов по спец. «Биология». — М.: Высш, шк., 1985. — 280 с., ил.

В пер.: 85 к.

кации ядовитых животных, их ведены сведения о применении2007020000—375О 100—85001(01)—85кации ядовитых животных, их ведены сведения о применении2007020000—375О 100—85001(01)—85В книге приведены данные о строении ядовитых аппаратов, химической природе и молекулярной структуре токсинов, о механизмах их поражающего действия. Рассмотрены вопросы эволюции, экологии, зоогеографии, классифи- охраны и рационального использования. При- зоотоксинов в биологии и медицине.

кации ядовитых животных, их ведены сведения о применении

2007020000—375

О 100—85

001(01)—85

кации ядовитых животных, их ведены сведения о применении

2007020000—375

О 100—85

001(01)—85

ББК 28.6

59

iC Издательство «Высшая школа», 1985

список ПРИНЯТЫХ сокращений

АДПДАДПД— артериальное давление крови — потенциал действия

АД

ПД

АД

ПД

^ЛКП —потенциал концевой пластинки

МПКП — миниатюрный потенциал концевой пластинки

ТКП— -гок концевой пластинки

ВПСП —возбуждающий постсинаптический потенциал ТПСП—тормозный постсинаптический потенциал

ЦНС—центральная нервная система

ВНС—вегетативная нервная система

ГЭБ— гематоэнцефалический барьер

ЭЭГ—электроэнцефалограмма

ЭКГ—электрокардиограмма

ВП— вызванные потенциалы

ГАМК— гамма-аминомасляная кислота

МАП— мембраноактивные полипептиды

УФ— ультрафиолетовое излучение

ЭПР—электронный парамагнитный резонанс

ЯМР—ядерный магнитный резонанс

р/— изоэлектрическая точка

Кв—равновесная константа связывания (образования)

Кх—равновесная константа диссоциации

Мт—относительная молекулярная масса

м. е.— мышиные единицы

DLeo—средняя летальная доза

MLD—минимальная летальная доза

EDee—средняя эффективная доза

ТТХ— Тетродотоксин

" STX— сакситоксин

ПЕРЕЧЕНЬ АМИНОКИСЛОТ

Аминокислота

Сокращение

русское

английское

однобуквенный код

Глицин

Гл И

Gly

G

Аланин

Ала

Ala

A

Валин

Вал

Vai

V

Лейцин

Лей

Leu

L

Изолейцин

Иле

Не

I

Пролин

Про

Pro

P

Фенилаланин

Фен

Phe

F

Тирозин

Тир

Туг

0

Триптофан

Три

Trp

W

Серин

Сер

Ser

s

Треонин

Тре

Thr

T

Аспарагиновая кислота

Асп

Asp

D

Глутаминовая кислота

Глу

Glu

E

Аспарагин

Асн

Asn

N

Глутамин

Глн

Gin

Q

Цистеин

Цис

Cys

C

Метионин

Мет

Met

M

Гистидин

Гис

His

H

Лизин

Лиз

Lys

к

Аргинин

Apr

Arg

R