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. Фото: SPL/EAST NEWS
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. Однако это не единственная защита от самоотравления. Ядовитые железы гадюк состоят из двух долек с разным содержимым. В одном отделе содержится потенциальный яд, а в другом — его проводник гиалуронидаза, которая открывает ворота межклеточных укреплений. Порознь они бессильны и только при укусе, смешиваясь, превращаются в активный яд. Устойчивость к змеиному яду можно вырабатывать. Один из первых опытов по выработке подобной устойчивости относится к 1887 году, когда профессор Мичиганского университета физиолог Генри Сьюол, экспериментируя с голубями, добился у них устойчивости к яду гремучей змеи в дозе, шестикратно превышающей смертельную. Для этого потребовалось делать птицам инъекции из яда, разведенного в глицерине, раз за разом повышая дозу. Несколькими годами позже французы изготовили подобным образом противоядия от укусов обыкновенной гадюки и кобры из сыворотки крови лошади. Так появились препараты первого поколения для лечения пострадавших от змеиных укусов. При всех своих достоинствах они обладают существенным недостатком: могут вызвать у пациента сильную реакцию на чужеродный белок. Следующий шаг на пути создания вакцин: выделение из сыворотки иммуноглобулинов — белков, ответственных за иммунный ответ. И третий — использование не всего белка, а только той его части, которая связывает яд, чтобы не вызывать побочных реакций.