Ученые нашли и обезвредили токсин широкого действия в яде сколопендры

Lei Luo et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018

Укус китайской рыжей сколопендры нарушает работу кардиоваскулярной, нервной и респираторной систем, основным компонентом ее яда является токсин SsTx, но препарат ретигабин, который применяют при эпилепсии, нейтрализует его токсичность. Это выяснили ученые из Китая и США в работе, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В животном мире встречаются хищники, способные умертвить добычу, размер тела которой превосходит размеры хищника. Делают они это с помощью яда и могут действовать коллективно. Так охотятся некоторые муравьи, пауки, скорпионы и многоножки — некрупные членистоногие, длина которых достигает 35 сантиметров, однако их яд опасен для человека и может привести к спазму сосудов, острой гипертензии, ишемии миокарда и даже смерти. Изучить свойства яда многоножек, его действие на жертву, и найти антидот решил Лей Луо из института зоологии в Куньмине вместе с коллегами из университетов Китая и США.

В своей работе они использовали яд китайской рыжей сколопендры (Scolopendra subspinipes mutilans) весом около трех грамм и мышей, средний вес которых составлял 45 грамм. Когда к многоножке подсаживали мышь, она немедленно атаковала ее и уже через 30 секунд мышь была обезврежена. Полулетальная доза яда составила 120 миллиграмм на килограмм и 93 миллиграмма на килограмм при внутримышечном и внутрибрюшинном введении соответственно; такова доза, при которой половина испытуемых погибает.

Поскольку симптомы отравления ядом многоножки напоминают случаи укуса скорпионов и пауков, ученые предположили, что и яд многоножек нацелен на ионные каналы — это транспортные белки, с помощью которых ионы перемещаются сквозь мембрану клетки. Ученые отследили компонент, который приводит к смерти жертвы, им оказался небольшой пептидный токсин SsTx. Его действие проверили на нескольких ионных каналах, и обнаружили сильное ингибирующее действие на калиевые каналы KCNQ, особенно на KCNQ4, причем высокие концентрации калия увеличивали значение полулетальной дозы. 

Ученые протестировали действие яда многоножки на кардиоваскулярную систему и обнаружили, что сокращение коронарной артерии увеличилось на 80 процентов после введения 5 мг/мл яда, и на 105 процентов после введения 10 мг/мл яда, причем введение 10 мг/мл яда без токсина SsTx лишь на 7,5 процентов увеличило сокращение артерии.

Поскольку токсин действует на калиевые каналы, а препарат ретигабин их открывает, ученые проверили действие последнего в качества антидота. 

Действие токсина и антидота на кардиоваскулярную систему подтвердили in vivo: инъекции яда приводили к острой гипертонии у мышей, а введение 0,5 мг/кг токсина вызывало у них сужение сосудов и значительное повышение кровяного давления. Полулетальная доза токсина составила 0,85 мг/кг. 1 мг/кг ретигабина обращал гипертонию, вызванную 0,1 мг/кг токсина, и нормализировал кровяное давление.

Также ученые проверили действие яда на мозг, для чего они ввели токсин в гиппокамп мышей, что привело к немедленным судорогам и смерти в течение 10-20 минут. Яд повлиял и на работу респираторной системы: после внутрибрюшинной инъекции 2мг/кг токсина частота дыхания уменьшилась на 75 процентов, а амплитуда дыхания увеличивалась на 150 процентов. Также ученые подтвердили, что локальное введение токсина приводит к некрозу тканей у мышей.

Таким образом, автором удалось изучить действие яда многоножки и подтвердить нейтрализующее действие ретигабина как при введении неочищенного яда, так и при введении в организм жертвы токсина SsTx. Ученые отмечают, что токсин не пересекает барьер между кровеносной и центральной нервной системой, поэтому риск возникновения нейротоксических симптомов у человека не велик.

Ядовитые животные иногда оказываются ядовитыми для одних организмов, и безвредными для других. Так, мы рассказывали о ядовитых тритонах, яд которых бессилен против некоторых видов змей, а в яде ос нашли токсин, способный уничтожить клетки рака. О самых ядовитых животных планеты мы рассказывали в нашем материале, а о самой ядовитой медузе можно узнать в нашем блоге.

Анна Зинина

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.