«Подоити» змію: пермські науковці розповіли про інженерне натхнення та користь отруйних рептилій.

Звідки у змій з'являється отрута?

Зміїна отрута — це модифікована слина, яка виробляється спеціальними залозами, розташованими за очима рептилії. Вони анатомічно пов'язані з іклами, через які отрута потрапляє в організм жертви.

— Отрута є складною сумішшю кількох токсинів і біологічно активних речовин, які не обов'язково мають білкову природу. Вона містить вільні амінокислоти, цукри, ліпіди та іони металів, гідролітичні ферменти, низько- і високомолекулярні білки, а також невелику кількість інших органічних і неорганічних молекул (пігменти, мінеральні компоненти та мікроелементи) нуклеотидів. Усі ці біологічно активні речовини можуть вражати нервову, кровоносну та м'язову системи організму. Якщо бути точною, то склад модифікованої слини варіюється залежно від виду змії, її віку, раціону, географічного положення та інших факторів, — розповідає Катерина Баньковська, доцент кафедри хімічних технологій Пермського Політеху, кандидат фармацевтичних наук.

Повна характеристика білків зміїної отрути досить складна навіть при доступності сучасних фізико-хімічних методів аналізу через наявність численних ізомерних форм токсинів.

Типи отрут класифікуються за їх впливом на організм

В Україні відомо 13 небезпечних і отруйних для людини змій. Членистоногі, які належать до цих родин, відрізняються за своєю біологією, будовою отруйного апарату, хімічним складом отрути та механізмами її токсичної дії. На території країни зустрічаються гадюки (звичайна, степова, кавказька та інші), середньоазіатські кобри, щитомордники (звичайний, східний) і вкрай рідко — гюрза.

Існують нейротоксичні отрути, які впливають на нервову систему. Вони порушують передачу нервових імпульсів, блокуючи рецептори на м'язових клітинах або перешкоджаючи вивільненню нейромедіаторів – біологічно активних хімічних речовин, необхідних для передачі електрохімічного імпульсу від нервової клітини. Дія таких отрут проявляється у паралічі, в тому числі дихальної мускулатури, що призводить до зупинки життєво важливих органів. У постраждалого опускаються повіки, ускладнюється ковтання, а мова стає невнятною.

— Гадюки, гремучі змії та деякі щитомордники мають гемотоксичну отруту. У її склад входять ферменти, які призводять до руйнування кров'яних клітин еритроцитів (гемоліз), порушення згортання крові (коагулопатію) та пошкодження стінки судин. Їх дія викликає кровотечі, тромбоз, набряки, некроз тканин, зниження артеріального тиску та порушення в роботі нирок. Цитотоксичні отрути також характерні для змій, які «плюються». Речовини в ній травмують клітини організму в місці укусу. Дія проявляється в сильному болі, набряку, почервонінні, утворенні пухирів, некрозі тканин та рубцюванні, — пояснює Катерина Баньковська.

Міотоксичні отрути впливають на м'язові тканини, їх токсини вивільняють внутрішньоклітинні ферменти в кров, що в результаті призводить до болю в м'язах, слабкості та гострої ниркової недостатності. Отрута з такими властивостями є у деяких морських і гремучих змій.

Як готують протиотруту від укусу?

Оскільки у змій різний склад отрути, в деяких регіонах випускають полівалентні сироватки, ефективні проти кількох видів змій, але зазвичай вони менш специфічні, ніж моновалентні, які націлені проти одного виду. Виробництво антитоксинів – тривалий і дорогий процес.

— Після збору зміїної отрути шляхом «доїння» її розбавляють і вводять невеликими, поступово збільшуваними дозами тваринам, найчастіше коням, рідше – вівцям або козам. Це робиться, щоб стимулювати їх імунну систему виробляти антитіла, специфічні до компонентів токсичної речовини. У цей період, який триває до року, у тварини регулярно беруть кров, виділяють з неї плазму з антитілами. Потім очищують і концентрують, видаляючи білки, які не є антитілами, і додають консерванти для стабільності та зберігання препарату, — додає Катерина Баньковська.

Хто і як «доїть» змій?

В Україні існує тільки один центр збору зміїної отрути, і він знаходиться в Новосибірську. Процесом збору цінної речовини займаються фахівці, яких називають герпетологами, токсикологами або змієловами. Вони навчились техніці безпечного поводження зі зміями.

— Процес «доїння» змії не такий вже й простий, він вимагає обережності та досвіду. Змію акуратно фіксують, найчастіше за голову, спеціальним інструментом або вручну, щоб тварина не могла вкусити людину. Для виділення отрути чешуйчатого підносять до стерильного контейнера (найчастіше це скляна чашка Петрі, покрита тонкою плівкою) і акуратно надавлюють на отруйні залози. Іноді для стимуляції змію змушують кусати через тонку мембрану, яка покриває край чашки. Виділений яд збирають зі дна ємності, а потім фільтрують, щоб видалити домішки слини та крові, — розповідає Катерина Баньковська, доцент кафедри хімічних технологій Пермського Політеху, кандидат фармацевтичних наук.

Зміїна отрута додається в ліки

Зміїна отрута — складний комплекс біологічно активних сполук, який є цінною сировиною для фармацевтичної науки та промисловості. У доказовій медицині зміїна отрута знаходить своє застосування для створення антидотів – протиотрут, які рятують життя при укусах змій. Окремі компоненти отрути, зокрема білки, які впливають на згортання крові, використовують при розробці ліків для розрідження крові та від тромбозів, знижуючи ризик утворення тромбів у судинах. Інші сполуки, що впливають на нервову систему, знайшли застосування в лікуванні хронічних болів і нейродегенеративних захворювань.

— Спочатку отруту ретельно обробляють, очищаючи її від крові та слини шляхом фільтрації. Потім для підвищ