Взаимодействие зоотоксинов и организма

При оценке токсичности зоотоксинов важное значение приобретает их путь введения в организм. В естественных условиях пути введения определяются особенностями биологии ядообразующего организма и химической природой токсинов [4]. Как правило, белковые токсины (змей, насекомых, паукообразных) вводятся с помощью вооруженного ядовитого аппарата парентерально, т.е. вводятся минуя желудочно-кишечный тракт, так как многие из них разрушаются ферментами пищеварительного тракта. Напротив, токсины небелковой природы эффективны и при поступлении внутрь (токсические алкалоиды амфибий, токсины некоторых рыб, моллюсков). Некоторые животные, защищаясь, разбрызгивают свои яды в виде аэрозоля, например жук-бомбардир. Эффективность такого воздействия зависит во многом от состояния покровов жертвы и локальной концентрации токсического вещества.

Попавший в организм яд распределяется весьма неравномерно. Существенное влияние на распределение токсичных соединений оказывают биологические барьеры, к которым относят стенки капилляров, клеточные (плазматические) мембраны и плацентарный барьер. При укусах и ужалениях в месте инокуляции яда (в месте ведения яда) образуется первичное депо яда - место преимущественного скопления токсических веществ, из которого происходит поступление токсинов в лимфатическую и кровеносную системы. Скорость проникновения яда во многом определяет быстроту развития токсического эффекта. Большинство зоотоксинов подвергается в организме биотрансформации, т.е. обезвреживанию (детоксикации) ядов в результате метаболизма. Биотрансформация в определенной степени обусловливает биологическую устойчивость ряда животных к зоотоксинам. При детоксикации и выведении зоотоксинов из организма основная нагрузка приходится на печень и почки - отсюда широкая распространенность поражения этих органов при отравлении. Частично зоотоксины могут выводиться и другими путями, например через кожу или с молоком кормящей матери.

Наиболее эффективным средством борьбы с отравлениями зоотоксинами является применение противоядных сывороток.

Токсикометрия зоотоксинов

Токсикометрия - это совокупность методов и приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности ядов. В токсикометрии зоотоксинов важнейшей их характеристикой являетсятоксичность - свойство химического вещества в минимальном количестве вызывать патологические изменения, ведущие к нарушению основных процессовжизнедеятельности организма и приводящие к его гибели. Токсичность - одиниз основных количественных параметров, отражающих биологическую активностьзоотоксинов. Токсичность принятовыражать в величинах, кратных средней смертной дозе (DL50), т.е. дозе,вызывающей гибель 50% экспериментальных животных в течение фиксированногоинтервала времени (обычно 12 или 24 ч) [2].

Из-за высокой токсичности зоотоксины иногда включают группу ультраядов - химические вещества, токсичность которых выше цианистого калия и не превышает 1 мг/кг (табл. 1).

Табл. 1. Сравнительная токсичность различных ядов животного происхождения [4].

Алкалоиды [1] - азотсодержащие органические основания, в подавляющем большинстве с гетероциклической структурой, т.е. в состав которых наряду с углеродом <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B4> входят и атомы других элементов. Известно более 5000 алкалоидов, многие из которых в разной степени токсичны. Избирательность действия многих алкалоидов на различные системы и органы человека и животных позволяет использовать их в качестве лекарств. Алкалоиды классифицируются по характеру гетероцикла. Как правило, алкалоиды содержатся в растениях в виде солей органических кислот (лимонной, яблочной, щавелевой, янтарной и др.). Алкалоиды - обычно бесцветные кристаллические соединения, горькие на вкус и практически нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях - эфире, хлороформе, бензоле. Соли алкалоидов, напротив, хорошо растворимы в воде, но не растворяются в органических растворителях.

Нейротоксин [4] - токсин <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%BD>, специфически действующий на нервные клетки <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%B9%D1%80%D0%BE%D0%BD>, обычно взаимодействуя с белками <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BB%D0%BA%D0%B8> мембраны, такими как ионные каналы <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%98%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB&action=edit&redlink=1>. Некоторые нейротоксины поражают нервную ткань, но, например, бунгаротоксин <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%91%D1%83%D0%BD%D0%B3%D0%B0%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%BD&action=edit&redlink=1>, который относится к нейротоксинам, поражает нервно-мышечные синапсы <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%BD%D0%BE-%D0%BC%D1%8B%D1%88%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%81>. Нейротоксинами являются ботулотоксин, понератоксин, тетродотоксин, батрахотокин, компоненты ядов пчел, скорпионов, змей. Многие яды <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4> и токсины, используемые организмами для защиты от позвоночных <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5>, являются нейротоксинами. Наиболее частый эффект - паралич <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%87>, наступающий очень быстро. Некоторыми животными нейротоксины используются при охоте, так как парализованная жертва становится удобной добычей.

Мускарин - алкалоид <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B8%D0%B4>, содержащийся в грибах. Название происходит от латинского названия красного мухомора <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D1%83%D1%85%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%80>. В мухоморах содержание мускарина не превышает 0,02 %. Мускарин также получают синтетическим путём. Алкалоиды - группа азотсодержащих <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B7%D0%BE%D1%82> органических соединений <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0> природного происхождения (чаще всего растительного), преимущественно гетероциклических <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F>, большинство из которых обладает свойствами слабого основания <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_(%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%8F)>. Токсикологическое значение мускарина заключается, прежде всего, в отравлении грибами, которые его содержат. Для таких отравлений характерен так называемый мускариновый синдром: саливация <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F> (повышенное слюноотделение), потоотделение, рвота, понос <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%81>, брадикардия <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%B4%D0%B8%D1%8F>, лёгкое сужение зрачков, нарушение зрения. В тяжёлых случаях наступают коллапс <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%B0%D0%BF%D1%81_(%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%BD%D0%B0)> (падение кровяного давления и ухудшение кровоснабжения жизненно важных органов), нарушения дыхания, отёк лёгких <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D1%91%D0%BA_%D0%BB%D1%91%D0%B3%D0%BA%D0%B8%D1%85>. Симптомы отравления возникают через 0,5-2 ч после приёма мускарина или мускариносодержащих грибов. Смертельная доза мускарина для человека - 0,525 грамм, которые содержатся в 4 килограммах свежих красных мухоморов <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D1%83%D1%85%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%80_%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B9>. Регулярный прием может вызывать наркотическую зависимость.

Тетродотоксин считается сильным небелковым ядом естественного происхождения, нейропаралитического <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%B9%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%BD> (курареподобного <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%83%D1%80%D0%B0%D1%80%D0%B5>) действия, уступает по токсичности батрахотоксину, сакситоксину, палитоксину, майтотоксину. Большое количество тетродотоксина содержится в рыбе фугу <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%83%D0%B3%D1%83>, (особенно в печени и в икре), в калифорнийском тритоне <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BD> (Taricha torosa), а также токсин встречается у ряда бычковых рыб (Gobiidae), у Синекольчатого осьминога <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%87%D0%B0%D1%82%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D1%81%D1%8C%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B3>, в коже и яйцах коста-риканских лягушек рода Ателопы <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%8B> (Atelopus), в тканях краба Atergatis floridus <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Atergatis_floridus&action=edit&redlink=1> и других животных. Тетродотоксин представляет собой соединение аминопергидрохиназолина с гуанидиновой <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%83%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B4%D0%B8%D0%BD> группой. Благодаря большим физическим размерам всей молекулы тетродотоксин закупоривает натриевые каналы, как пробка, в результате чего нервные волокна <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%BD%D0%B0> теряют способность проводить импульсы <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B8%D0%BC%D0%BF%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%81>. Тетродотоксин легко всасывается в кровь и быстро проникает через различные биологические барьеры организма, накапливаясь преимущественно в тканях почек и сердца. Симптомы острого отравления: через 10-45 минут появляются зуд губ, языка и других частей тела, отмечаются обильное слюнотечение, тошнота, рвота, понос, боли в животе. Возникают подергивания мышц, потеря чувствительности кожи, затрудняется глотание. Смерть наступает от паралича дыхательных мышц. Умирает более 60 % отравившихся.

Батрахотоксин - сильнейший яд <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4> небелковой природы из группы стероидных алкалоидов <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B8%D0%B4%D1%8B>. Содержится в кожных железах некоторых видов лягушек <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D1%81%D1%85%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8B%D0%B5>-древолазов <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D1%8B> из рода листолазов <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D1%8B> (Phyllobates); сравнительно недавно вещества из группы батрахотоксинов были обнаружены у птиц Новой Гвинеи <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%93%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D1%8F> из рода дроздовых мухоловок <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%BC%D1%83%D1%85%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B8> (Pitohui). При попадании в кровь <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D0%B2%D1%8C> через слизистую оболочку <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%BA%D0%B0> или трещину в коже, яд вызывает аритмию <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC%D0%B8%D1%8F> (экстрасистолию), ведущую к остановке сердца <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0_%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B4%D1%86%D0%B0>, в результате которой наступает летальный исход. Эффективного противоядия <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D1%8F%D0%B4%D0%B8%D0%B5> не найдено. Сильный антагонист <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%81%D1%82_(%D0%B1%D0%B8%D0%BE%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%8F)> - тетродотоксин <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%BD>. При комбинации с ядом скорпиона токсичность <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C> яда повышается в 12 раз.