батрахотоксин«В джунглях Южной Америки сохранились немногочисленные индейские племена с первобытно-общинным укладом жизни. Их основным занятием является охота, для которой они используют химическое оружие». Удивительно, но в этом описании нет никакой ошибки. Охотятся южноамериканские индейцы с помощью лука. Однако у такого оружия есть одна особенность — подготавливая стрелы, охотники проводят наконечниками по спинам лягушек древолазов, в кожных железах которых содержится сильнейший яд — батрахотоксин (Batrachotoxin). После этого любое, даже незначительное ранение животного, приводит к его гибели. Что же это за вещество, способное превратить пущенную стрелу в смертоносное химическое оружие?

Давайте узнаем всё о батрахотоксине — что за яд, какие ещё животные его содержат, как действует, нашёл ли он иное применение. А также о симптомах отравления, существует ли противоядие, какие последствия интоксикации.

Что такое батрахотоксин

Это природное органическое соединение из группы стероидных алкалоидов. Батрахотоксин — небелковый яд, один из наиболее сильных зоологических токсинов. Вещество является производным стероида прегнина. Это эфир кристаллической структуры, нерастворимый в воде.

Химическая формула батрахотоксина — C31H42N2O6. Его молекулярная масса — 538,68 г/моль, плотность — 1,304 г/см3. В щелочных средах соединение разлагается, в спиртах способно к растворению.

структурная и химическая формула батрахотоксина

Изучение батрахотоксина началось в шестидесятых годах прошлого столетия. Научная экспедиция собрала в Колумбии около тысячи древесных лягушек. Экстракция ядовитого секрета проводилась сразу же после отлова животных — это делалось для страховки, так как в случае гибели земноводных при транспортировке, возможность получения яда была бы утрачена. В 1962–1963 годах американские учёные Дейли и Уиткоп выделили чистый яд из секрета кожных желёз древолазов. Он оказался комбинированным и состоял из четырёх токсинов:

  • чистый батрахотоксин;
  • изобатрахотоксин;
  • псевдобатрахотоксин;
  • батрахотоксин A.

Только после всестороннего изучения структуры и свойств компонентов яда, в конце девяностых годов XX века был осуществлён синтез этого органического соединения.

Происхождение яда

В переводе с греческого языка «батрахотоксин» означает токсин лягушки. Эти представители земноводных, обитающие в тропических лесах Центральной и Южной Америки, где влажность достигает 80%, основные природные аккумуляторы яда. Они имеют очень яркую, бросающуюся в глаза, окраску. Её цель — предупреждение окружающих о том, что животное ядовито. Англичане очень метко назвали этих красочных земноводных «лягушками отравленных стрел».

Батрахотоксин входит в состав секрета кожных желёз у четырёх видов амфибий.

  1. Ужасный листолаз. Обитает в джунглях Колумбии и считается одним из самых ядовитых животных в мире.Ужасный листолаз
  2. Двухцветный листолаз. Является первым по величине и вторым по токсичности представителем семейства древесных лягушек.Двухцветный листолаз
  3. Золотистый древолаз. Его можно встретить в джунглях Суринама.Золотистый древолаз
  4. Лягушка «кокои». Это крошечное земноводное, заселяющее бассейн реки Рио-Атрато.Лягушка «кокои»

Батрахотоксин также содержат некоторые насекомые и птицы, обитающие в Новой Гвинее. К ядовитому сообществу этой местности относятся четыре вида красочных жуков из семейства Melyridae рода Choresine.

К пернатым способным вызвать отравление батрахотоксином относятся:

  • синеголовая ифрита, из рода Ifrita;
  • дроздовая мухоловка, из рода Colluricincla;
  • и семь представителей рода Pitohui.

синеголовая ифрита

Птицы получают токсин, поедая жуков из семейства Melyridae. Для них яд не опасен, но они накапливают его в оперении, коже и поперечно-полосатой мускулатуре.

Несмотря на то что исследования животных, аккумулирующих батрахотоксин, продолжаются уже десятки лет, без ответа осталось ещё очень много вопросов. До сих пор неизвестен источник поступления яда у древовидных лягушек. Так, головастики листолазов токсина не содержат, а при искусственном переселении лягушек они теряют свои ядовитые свойства. Становится понятным, что токсичность амфибий связана с местностью, где они живут, а также особенностями питания. Но полной ясности нет, поэтому вопрос остаётся открытым.

Действие на организм

Батрахотоксин — это сильный по своему влиянию нейротоксин. Он нарушает проницаемость клеточных мембран у натриевых каналов. Существует много природных ядов, со сродством к этим же структурам. Но, в отличие от большинства из них, батрахотоксин не блокирует натриевые каналы, а переводит их в «открытое состояние». Происходит беспрепятственное поступление натрия в клетку. Молекула токсина находится внутри канала и, благодаря своей структуре, не мешает проникновению небольших по размеру анионов.

Следствием становится необратимая деполяризация клеток, при которой теряется возможность передачи нервных импульсов. Наступает паралич двигательной и дыхательной мускулатуры. Нарушение функций вегетативной нервной системы отражается в первую очередь на работе сердца, поэтому основным действием на организм батрахотоксина является нейротоксичное и кардиотоксическое. Разрушение жизненно важных функций происходит сразу же после начала действия яда.

Применение

Первооткрывателями батрахотоксина и его продвинутыми пользователями, конечно, являются коренные жители Южной Америки. Именно они усовершенствовали процесс охоты, используя ядовитые стрелы, тем самым сделав её более быстрой и менее опасной. Не считая, конечно, риска ранения этой стрелой самого охотника.

Вне джунглей Амазонки применение батрахотоксина ограничено рамками научных исследований. С его помощью изучают механизм действия различных веществ на проницаемость натриевых каналов клеточных мембран.

проницаемость клеточных мембран

Особенно важно применение батрахотоксина для фармакологических исследований. Десятая часть лекарств, используемых в медицине, действует на ионные каналы. Среди этих препаратов — обезболивающие и антиаритмические средства, местные анестетики. Для создания новых, более совершенных лекарств, требуется полное понимание строения и механизма действия каналов клеточных мембран. Научные исследования постоянно добавляют новые данные к уже имеющимся сведениям. Батрахотоксин — ценное органическое вещество для изучения клеточной мембраны и её проницаемости.

Отравление батрахотоксином

Трагедия может произойти в местах обитания животных носителей яда, при непосредственном контакте с ними. Подобное происшествие не исключено и во время экспериментальных исследований, при которых используется батрахотоксин. Как в первом, так и во втором случае для возникновения отравления необходим контакт яда с повреждённой кожей или слизистыми оболочками. При их целостности токсин не сможет поступить в организм. Так, пероральный приём батрахотоксина опасен, только если есть дефект на слизистой желудочно-кишечного тракта.

Характерной особенностью отравления является молниеносное образование его признаков и неизбежный летальный исход. Смертельная доза батрахотоксина очень мала — от 2 до 7,5 мкг. Поэтому поступление даже незначительного количества яда с кожи животного-носителя или из лабораторной пипетки в организм человека неизбежно приведёт к его гибели.

Симптомы

В месте контакта яда с повреждённой кожей или слизистой возникает острая боль. Затем, через несколько минут, появляются общие признаки отравления. Нарушения функций нервной и сердечно-сосудистой системы — его типичные симптомы.

Батрахотоксин вызывает поражение нейронов, сопровождающееся необратимой деполяризацией. Клинически это проявляется мышечными спазмами, сильными судорогами, а затем параличом. Первоначальная мышечная слабость сменяется полной обездвиженностью. Затем возникает паралич дыхательной мускулатуры.

Кардиотоксическое действие яда проявляется аритмиями, экстрасистолиями, фибрилляциями.
Смерть наступает через 10–15 минут после поступления токсина в организм, на фоне паралича дыхания или неэффективной сердечной деятельности.

паралич после отравления батрахотоксином

Противоядие

Вопросы терапии отравления батрахотоксином всё ещё находятся в стадии разработки. Доза яда всегда близка к летальной, поэтому времени, от момента её поступления в организм до остановки сердца, отпущено всего 10–15 минут. При таких исходных данных найти решение проблемы очень сложно.

Учёные уже выяснили, что в качестве противоядия батрахотоксина можно использовать тетродотоксин, блокирующий натриевые каналы. Однако трудно представить, что в джунглях Амазонки смогут быстро найти и применить токсин рыбы Фугу в дозе, необходимой для нейтрализации яда. Возможно, что это только первый успешный шаг в поиске эффективного антидота батрахотоксина.

Растительный яд аконитин оказывает на ионные каналы клеточной мембраны действие, подобное батрахотоксину. Кардиотоксический эффект зоотоксина имеет сходство с передозировкой сердечных гликозидов. На основе уже существующих схем лечения возможно моделирование терапии отравления батрахотоксином. Учёные не теряют надежды и на создание быстродействующего антидота для специфической терапии.

Подводя итоги, напомним, батрахотоксин — это один из самых сильных зоологических ядов, известных с древности. Ареал животных, которые его содержат, ограничен Южной и Центральной Америкой, а также Новой Гвинеей. Коренное население этих регионов издавна использовало яд во время охоты. Батрахотоксин обладает нейротоксичным и кардиотоксическим эффектом. Симптомы отравления проявляются практически сразу после его контакта с повреждённой кожей или слизистой оболочкой. Паралич дыхательных мышц и остановка сердца наступают уже через нескольких минут, как результат молниеносного действия токсина. Последствием отравления всегда будет смертельный исход. Известны природные яды, являющиеся антагонистами батрахотоксина. Но к сожалению, их использование в качестве антидота представляется нереальным. Продолжаются исследования по фармакологическому применению батрахотоксина и выявлению быстродействующего противоядия при отравлении им.

Батрахотоксин