Вокруг света №3 (2834) Март 2010

С помощью рентгеноструктурного анализа и расчетов на мощных компьютерах они строят объемные модели белковых молекул, чтобы понять, какие их участки отвечают за ядовитые свойства и с какими веществами в организме они взаимодействуют.  Все компоненты животных ядов работают по одному из трех принципов: в организме жертвы они либо разрушают какие-то молекулы, либо связываются с ними и тем самым лишают активности, либо в силу более высокой собственной активности опережают их действие. Разрушительно действует гиалуронидаза, фермент, содержащийся в яде любой змеи. Его профессия — деструкция мукополисахаридов — своего рода цемента, скрепляющего между собой живые клетки. Нарушение межклеточных связей делает ткань проницаемой и открывает дорогу другим компонентам яда. Второй принцип у кишечных токсинов, свойственных всем ядовитым рептилиям: они связываются с рецепторами гладкой мускулатуры кишечника, выводят их из строя, что по признакам похоже на тяжелое пищевое отравление. Третьим способом действуют некоторые из нейротоксинов, например альфа-бунгаротоксин из яда тайваньского бунгара. По реакции он опережает ацетилхолин — медиатор, с помощью которого нервный импульс передается от одной клетки к другой, делает нервные окончания бесчувственными и приводит к параличу мышц. В яде любой опасной змеи есть компоненты со всеми тремя злодейскими наклонностями.

Секрет Рикки-Тикки-Тави

Бесстрашие мангуста объясняется не только ловкостью и быстротой его реакции. Дело в том, что молекулы яда присоединяются к мышечным и нервным клеткам жертв змей в тех местах, где должны присоединяться молекулы медиатора ацетилхолина, переносящие нервные импульсы между клетками (по самому нейрону возбуждение передается электрическим путем). В результате наступает мышечный и нервный паралич, и укушенный змеей погибает от остановки сердца или дыхания. У мангустов же те участки клеток, с которыми взаимодействуют медиаторы, отличаются по своему составу, поэтому змеи не приносят им особого вреда. Израильские ученые под руководством профессора Сары Фукс из Института Вейцмана в Реховоте около 30 лет потратили на поиск разгадки. Они обнаружили на рецепторе участок из 21 аминокислоты (всего в белке-рецепторе 3000 аминокислот), который, связываясь с токсином змеиного яда, нейтрализует его.

Наиболее распространенный способ «доения» змей — механический, то есть путем массажа ядовитых желез. Полученные выделения — ценное сырье для фармацевтической промышленности, из которого производят жизненно важные лекарственные препараты.

Драгоценные капли

В Институте Бутантан (город Сан-Паулу, Бразилия) — одном из крупнейших биомедицинских исследовательских центров, где разрабатывают вакцины, сыворотки и противоядия от разнообразных токсинов, постоянно содержат около 12 500 змей (в основном каскавела и жарарака), от которых получают до 5–6 литров ядовитых выделений в год (1–1,5 килограмма в сухом весе). Чтобы получить такое количество, змей «доят» каждые 2–3 недели. От мелких экземпляров за один раз получают по 20–40 миллиграммов (в сухом весе), от крупных — по 500–900 миллиграммов.

Традиционный способ отбора яда — механический, для чего ядовитые железы рептилии с усилием массируют. Более эффективным признано «электродоение» при помощи легкого электрического удара. Для этого к слизистой оболочке рта змеи прикасаются электродами под напряжением 5–8 В, что вызывает сокращение мышц, окружающих ядовитые железы.

В серпентариях Европы чаще всего содержат гадюк — одна особь за полгода способна произвести целебных выделений, достаточных для получения только одной ампулы препарата.  Частые «дойки» сокращают жизнь невольниц. Зоологи считают, что в природе гадюки доживают до 15 лет, но в неволе живут не более двух. Малая эффективность производства натурального змеиного яда и большой спрос породили идею получения его искусственным путем. В Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН был разработан метод выращивания клеток ядовитой железы на питательной среде. Однако из-за недостаточного финансирования проект  был закрыт. Еще один путь — химический синтез отдельных компонентов. Благодаря ему в распоряжении медиков появилось множество лекарственных препаратов на основе искусственного змеиного яда.

В поисках защиты

Самой сильной способностью подавлять действие яда природа наградила самих змей. У одних видов это белки, у других — гликопротеиды. Их работа — нейтрализовать яд в случае укуса сородичами, причем помогает он не только от укусов своего вида, но и других змей. Японские медики выделили из крови китайского щитомордника вещества, которые дезактивируют нейротропный агент фосфолипазу не только в ядах разных змей — гадюк, гремучих змей и кобр, — но даже в пчелином яде.