Как работи Змия Venom

Змийската отрова е отровната, обикновено жълта течност, съхранявана в модифицираните слюнчени жлези на отровни змии. Има стотици отровни видове змии, които разчитат на отровата, която произвеждат, за да изтощават и обездвижват плячката си. Venom се състои от комбинация от протеини, ензими и други молекулни вещества. Тези токсични вещества действат да унищожават клетките, да нарушават нервните импулси или и двете. Змиите използват предпазливо отровата си, инжектирайки количества, достатъчни, за да забранят плячката или да защита от хищници. Змийската отрова действа като разгражда клетките и тъканите, което може да доведе до парализа, вътрешно кървене и смърт за жертвата на ухапване от змия. За да има ефект отровата, тя трябва да се инжектира в тъканите или да влезе в кръвта. Докато змийската отрова е отровна и смъртоносна, изследователите също използват компоненти от змийска отрова за разработване на лекарства за лечение на човешки заболявания.

Основният компонент на змийската отрова е протеин. Тези токсични протеини са причината за повечето от вредните ефекти на змийската отрова. Той също съдържа

ензими, които помагат да се ускорят химичните реакции, които разрушават химичните връзки между големите молекули. Тези ензими помагат при разграждането на въглехидрати, протеини, фосфолипиди, и нуклеотиди в плячка. Токсичните ензими също функционират за понижаване на кръвното налягане, разрушават червените кръвни клетки и инхибират мускулния контрол.

Допълнителен компонент на змийската отрова е полипептидният токсин. Полипептидите са вериги от аминокиселини, състоящи се от 50 или по-малко аминокиселини. Полипептидните токсини нарушават клетъчните функции, водещи до клетъчна смърт. Някои токсични компоненти на змийската отрова се срещат при всички отровни видове змия, докато други компоненти се срещат само в специфични видове.

Въпреки че змийските отрови са съставени от сложна колекция от токсини, ензими и нетоксични вещества, исторически са класифицирани в три основни типа: цитотоксини, невротоксини и hemotoxins. Други видове змийски токсини засягат специфични видове клетки и включват кардиотоксин, миотоксини и нефротоксини.

цитотоксини са отровни вещества, които унищожават телесните клетки. Цитотоксините водят до смъртта на повечето или на всички клетки в тъкан или орган, състояние, известно като некроза. Някои тъкани могат да получат втечняваща некроза, при която тъканта е частично или напълно втечнена. Цитотоксините помагат за частично усвояване на плячката, преди тя дори да бъде изядена. Цитотоксините обикновено са специфични за типа клетки, върху които въздействат. Кардиотоксините са цитотоксини, които увреждат сърдечните клетки. Миотоксините целят и разтварят мускулните клетки. Нефротоксините унищожават бъбречните клетки. Много отровни видове змии имат комбинация от цитотоксини, а някои от тях също могат да произвеждат невротоксини или хемотоксини. Цитотоксините унищожават клетките, като увреждат клетъчната мембрана и предизвикват клетъчен лизис. Те могат също така да накарат клетките да претърпят програмирана клетъчна смърт или апоптозата. Повечето от наблюдаваните увреждания на тъканите, причинени от цитотоксини, се появяват на мястото на ухапване.

Невротоксини са химични вещества, които са отровни за нервната система. Невротоксините действат чрез нарушаване на химичните сигнали (невротрансмитери), изпращани между невроните. Те могат да намалят производството на невротрансмитери или да блокират местата за приемане на невротрансмитери. Други змийски невротоксини действат, като блокират калциевите канали, затворени с напрежение и калиеви канали с напрежение. Тези канали са важни за пренасянето на сигналите по невроните. Невротоксините причиняват мускулна парализа, което също може да доведе до затруднено дишане и смърт. Змии от семейството Elapidae обикновено произвеждат невротоксична отрова. Тези змии имат малки изправени зъби и включват кобри, мамбаси, морски змии, добавки към смърт и коралови змии.

Hemotoxins са отрови в кръвта, които имат цитотоксични ефекти и също нарушават нормалните процеси на коагулация на кръвта. Тези вещества действат, като причиняват отварянето на червените кръвни клетки, като пречат на факторите на кръвосъсирването и причиняват смърт на тъканите и увреждане на органите. Унищожаването на червените кръвни клетки и неспособността на кръвта да се съсирва причиняват сериозно вътрешно кървене. Натрупването на мъртви червени кръвни клетки също може да наруши правилната функция на бъбреците. Докато някои хемотоксини инхибират съсирването на кръвта, други причиняват тромбоцитите и други кръвни клетки да се слепват. Получените съсиреци блокират кръвообращението през кръвоносните съдове и могат да доведат до сърдечна недостатъчност. Змии от семейството отровници, включително пепелянки и ями, произвеждат хемотоксини.

Повечето отровни змии впръскват отровата в плячката си с зъби. Клещите са много ефективни при доставяне на отрова, тъй като пробиват тъкан и позволяват на отровата да потече в раната. Някои змии също са в състояние да плюят или изхвърлят отровата като защитен механизъм. Системите за инжектиране на отрова съдържат четири основни компонента: отровни жлези, мускули, канали и зъби.

Змии от семейството отровници имат инжекционна система, която е много развита. Venom непрекъснато се произвежда и съхранява във венозни жлези. Преди гадрите да ухапят плячката си, те издигат предните си зъби. След ухапването, мускулите около жлезите изтласкват част от отровата през каналите и в затворените зъбни канали. Количеството на инжектираната отрова се регулира от змията и зависи от размера на плячката. Обикновено пепелянките освобождават плячката си след инжектиране на отровата. Змията изчаква отровата да влезе в сила и обездвижва плячката, преди да консумира животното.

Змии от семейството Elapidae (Напр. кобри, мамба и присадки) имат подобна система за доставяне и инжектиране на отрова, като пепелянки. За разлика от пепелянките, елапидите нямат подвижни предни зъби. Смъртоносецът е изключение от това сред елапидите. Повечето елапиди имат къси, малки зъби, които са фиксирани и остават изправени. След като ухапят плячката си, елапидите обикновено поддържат сцеплението си и дъвчат, за да осигурят оптимално проникване на отровата.

Венозни змии от семейството смокообразни имат по един отворен канал на всяка пещ, който служи като проход за отрова. Венозните колибриди обикновено имат фиксирани задни зъби и дъвчат плячката си, докато инжектират отрова. Колубридната отрова има тенденция да има по-малко вредни въздействия върху хората в сравнение с отровата на елапиди или пепелянки. Въпреки това, отровата от бумгланг и клонка змия е довела до човешка смърт.

Тъй като някои змии използвайте отрова, за да убиете плячката си, защо змията не се навреди, когато изяде отровеното животно? Венозните змии не се увреждат от отровата, използвана за убиване на плячката им, тъй като основният компонент на змийската отрова е протеин. Токсините на базата на протеин трябва да се инжектират или абсорбират в тъканите на тялото или в кръвообращението, за да бъдат ефективни. Поглъщането или поглъщането на змийска отрова не е вредно, тъй като токсините на основата на протеини се разграждат от стомашните киселини и храносмилателните ензими до техните основни компоненти. Това неутрализира протеиновите токсини и ги разглобява на аминокиселини. Ако обаче токсините влизат в кръвообращението, резултатите могат да бъдат смъртоносни.

Отровните змии имат много предпазни мерки, които да им помогнат да останат имунизирани или по-малко податливи на собствената си отрова. Змийските отровни жлези са разположени и структурирани по начин, който не позволява на отровата да потече обратно в тялото на змията. Отровните змии също имат антитела или анти-отрови към собствените си токсини, за да се предпазят от излагане, например, ако са били ухапани от друга змия от същия вид.

Изследователите също са открили това кобри имат модифицирани ацетилхолинови рецептори на мускулите си, които пречат на техните собствени невротоксини да се свързват с тези рецептори. Без тези модифицирани рецептори змийският невротоксин би могъл да се свърже с рецепторите в резултат на парализа и смърт. Модифицираните ацетилхолинови рецептори са ключът към причините, поради които кобрите са имунизирани срещу отровата на кобрата. Докато отровните змии може да не са уязвими към собствената си отрова, те са уязвими към отровата на други отровни змии.

В допълнение към развитието на анти-отрова, изследването на змийските отрови и техните биологични действия придобива все по-голямо значение за откриването на нови начини за борба с човешките заболявания. Някои от тези заболявания включват инсулт, болест на Алцхаймер, рак и сърдечни заболявания. Тъй като змийските токсини са насочени към специфични клетки, изследователите изследват методите, чрез които тези токсини работят за разработването на лекарства, които са в състояние да се насочат към специфични клетки. Анализът на компоненти от змийска отрова спомогна за разработването на по-мощни обезболяващи, както и на по-ефективни разредители на кръвта.

Изследователите са използвали анти-съсирващите свойства на hemotoxins за разработване на лекарства за лечение на високо кръвно налягане, кръвни заболявания и сърдечен удар. Невротоксини са били използвани при разработването на лекарства за лечение на мозъчни заболявания и инсулт.

Първото лекарство на базата на отрова, разработено и одобрено от FDA, е каптоприл, получен от бразилската пепелянка и използван за лечение на високо кръвно налягане. Други лекарства, получени от отрова, включват ептифибатид (гърмяща змия) и тирофибан (африканска пепелянка с ума) за лечение на сърдечен удар и болки в гърдите.