Nörotoksinlerin etkisi. Nörotoksik etkiler neden tehlikelidir?

Leonid Zavalsky

Nörotoksinler tıpta tıbbi amaçlar için giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Farklı moleküler yapılara sahip bazı nörotoksinler, benzer bir etki mekanizmasına sahiptir ve sinir ve kas hücrelerinin zarlarında faz geçişlerine neden olur. Nörotoksinlerin etkisinde önemli bir rol, etkileşime giren zehirlerin ve reseptörlerin yapısını önemli ölçüde etkileyen hidrasyon tarafından oynanır.

Balon balıklarının (maki-maki, köpek balığı, kirpi vb.) toksisitesi hakkında bilgiler eski zamanlara (MÖ 2500 yıldan fazla) kadar uzanır. Avrupalılar arasında, zehirlenme belirtilerinin ayrıntılı bir tanımını veren ilk kişi, 1774'te ikinci dünya turu sırasında 16 denizciyle birlikte kendini balon balığıyla tedavi eden ünlü denizci Cook'du. Hala şanslıydı, çünkü “filetoya zar zor dokundu”, “bağırsakları yiyen domuz öldü ve öldü”. İşin garibi, Japonlar, ne kadar dikkatli pişirilmesi gerektiğini ve yemenin ne kadar tehlikeli olduğunu bilmelerine rağmen, kendi bakış açılarından böyle bir inceliği tatmanın zevkini inkar edemezler.

İlk zehirlenme belirtileri, fugu yedikten birkaç dakika ila 3 saat sonra ortaya çıkar. Talihsiz yiyici ilk başta dilde ve dudaklarda bir karıncalanma hissi ve uyuşukluk hisseder, ardından tüm vücuda yayılır. Sonra baş ve karın ağrısı başlar, eller felç olur. Yürüyüş şaşırtıcı hale gelir, kusma, ataksi, stupor, afazi ortaya çıkar. Nefes almak zorlaşır, kan basıncı düşer, vücut ısısı düşer, mukoza ve ciltte siyanoz gelişir. Hasta komaya girer ve kısa bir süre sonra solunum durur ve kardiyak aktivite durur. Kısacası, sinir zehirinin etkisinin tipik bir resmi.

1909'da Japon araştırmacı Tahara, aktif prensibi fugudan izole etti ve ona tetrodotoksin adını verdi. Ancak sadece 40 yıl sonra tetrodotoksini kristal formda izole etmek ve kimyasal formülünü oluşturmak mümkün oldu. 10 g tetrodotoksin elde etmek için Japon bilim adamı Tsuda (1967) 1 ton fugu yumurtalıklarını işlemek zorunda kaldı. Tetrodotoksin, bir guanidin grubuna sahip bir aminoperhidrokinazolin bileşiğidir ve son derece yüksek biyolojik aktiviteye sahiptir. Anlaşıldığı üzere, toksisite oluşumunda belirleyici bir rol oynayan guanidin grubunun varlığıdır.

Kirpi balığı ve kirpi balığı zehirinin araştırılmasıyla eş zamanlı olarak, dünyanın dört bir yanındaki birçok laboratuvar, diğer hayvanların dokularından izole edilen toksinleri inceledi: semenderler, semenderler, zehirli kara kurbağaları ve diğerleri. Bazı durumlarda, genetik bir ilişkisi olmayan tamamen farklı hayvanların dokularının, özellikle Kaliforniya semenderi Taricha torosa, Gobiodon cinsi balıklar, Orta Amerika kurbağaları Atelopus, Avustralya ahtapotları Hapalochlaena maculosa'nın aynı tetrodotoksin zehrini ürettiği ortaya çıktı. .

Tetrodotoksinin etkisi, tek hücreli flagellat dinoflagellatlar tarafından üretilen başka bir protein olmayan nörotoksin - saksitoksine çok benzer. Bu kamçılı tek hücreli organizmaların zehiri, toplu üreme sırasında midye dokularında yoğunlaşabilir, ardından midye insanlar tarafından yenildiğinde zehirlenir. Saksitoksinin moleküler yapısının incelenmesi, tetrodotoksin gibi moleküllerinin bir guanidin grubu, hatta molekül başına bu tür iki grup içerdiğini gösterdi. Aksi takdirde, saksitoksinin tetrodotoksin ile ortak hiçbir yapısal unsuru yoktur. Ancak bu zehirlerin etki mekanizması aynıdır.

Tetrodotoksinin patolojik etkisi, uyarılabilir sinir ve kas dokularında bir sinir impulsunun iletimini bloke etme yeteneğine dayanır. Zehirin etkisinin benzersizliği, çok düşük konsantrasyonlarda - canlı bir vücudun kilogramı başına 1 gama (gramın yüz binde biri) - ölümcül olan aksiyon potansiyeli sırasında gelen sodyum akımını bloke etmesi gerçeğinde yatmaktadır. Zehir sadece akson zarının dışına etki eder. Bu verilere dayanarak, Japon bilim adamları Kao ve Nishiyama, guanidin grubunun büyüklüğü hidratlanmış sodyum iyonunun çapına yakın olan tetrodotoksinin, sodyum kanalının ağzına girdiğini ve orada sıkışıp kaldığını ve diğerlerinin dışında stabilize olduğunu varsaydılar. boyutları kanalın çapını aşan molekülün. Saksitoksinin bloke edici etkisi incelenirken de benzer veriler elde edildi. Fenomeni daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Dinlenme durumunda, akson zarının iç ve dış tarafları arasında yaklaşık 60 mV'luk bir potansiyel farkı korunur (potansiyel dışarıda pozitiftir). Sinir kısa sürede (yaklaşık 1 ms) uygulama noktasında uyarıldığında, potansiyel farkı işaret değiştirir ve aksiyon potansiyelinin ilk aşaması olan 50 mV'a ulaşır. Maksimuma ulaştıktan sonra, belirli bir noktadaki potansiyel, ilk polarizasyon durumuna geri döner, ancak mutlak değeri, aksiyon potansiyelinin ikinci aşaması olan dinlenme durumundan (70 mV) biraz daha büyük olur. 3-4 ms içinde aksonun bu noktasındaki aksiyon potansiyeli dinlenmeye döner. Kısa devre darbesi, sinirin bitişik bölümünü uyarmak ve önceki bölüm dengeye döndüğü anda onu yeniden polarize etmek için yeterlidir. Böylece aksiyon potansiyeli, 20-100 m/s hızla hareket eden sönümsüz bir dalga şeklinde sinir boyunca yayılır.

Hodgkin ve Huxley ve çalışma arkadaşları, sinir uyarılarının yayılmasını ayrıntılı olarak incelediler ve istirahatte akson zarının sodyuma karşı geçirimsiz olduğunu, potasyumun ise zardan serbestçe yayıldığını gösterdiler. Dışa doğru "akan" potasyum, pozitif bir yük taşır ve aksonun iç boşluğu, potasyumun daha fazla salınmasını önleyerek negatif olarak yüklenir. Sonuç olarak, sinir hücresinin dışındaki potasyum konsantrasyonunun içeriden 30 kat daha az olduğu ortaya çıktı. Sodyum ile durum tam tersidir - aksoplazmada konsantrasyonu hücreler arası boşluktan 10 kat daha düşüktür.

Tetrodotoksin ve saksitoksin molekülleri sodyum kanalını bloke eder ve sonuç olarak aksiyon potansiyelinin aksondan geçmesini engeller. Görülebileceği gibi, guanidin grubunun kanal ağzı ile spesifik etkileşimine (“anahtar kilidi” etkileşimi) ek olarak, molekülün bir su-tuz çözeltisinden su molekülleri tarafından hidrate edilen geri kalan kısmı, bir çevre ile çevrilidir. membran, etkileşimde belirli bir işlevi yerine getirir.

Nörotoksinlerin etkisine ilişkin çalışmaların önemini abartmak zordur, çünkü ilk kez, hücre zarlarının seçici iyonik geçirgenliği gibi temel fenomenlerin anlaşılmasına yaklaşmayı mümkün kılmıştır. vücut. Trityumlu tetrodotoksinin oldukça spesifik bağlanmasını kullanarak, farklı hayvanların aksonlarının zarındaki sodyum kanallarının yoğunluğunu hesaplamak mümkün oldu. Böylece, kalamarın dev aksonunda, kanalların yoğunluğu mikron kare başına 550 ve kurbağa sartorius kasında - 380 idi.

Sinir iletiminin spesifik blokajı, tetrodotoksinin güçlü bir lokal anestezik olarak kullanılmasını mümkün kılmıştır. Şu anda, birçok ülke tetrodotoksin bazlı ağrı kesicilerin üretimini çoktan kurdu. Bronşiyal astım ve konvülsif koşullarda nörotoksin preparatlarının olumlu bir terapötik etkisinin kanıtı vardır.

Bugüne kadar, morfin serisi ilaçların etki mekanizmaları da ayrıntılı olarak araştırılmıştır. Tıp ve farmakoloji, afyonun ağrıyı hafifletme özelliklerini uzun zamandır biliyor. Zaten 1803'te Alman farmakolog Fritz Sertuner afyon ilacını saflaştırmayı başardı ve ondan aktif ilke olan morfini çıkardı. Tıbbi ilaç morfin, özellikle Birinci Dünya Savaşı sırasında klinik uygulamada yaygın olarak kullanıldı. Ana dezavantajı, kimyasal bağımlılığın oluşumunda ve vücudun ilaca bağımlılığında ifade edilen bir yan etkidir. Bu nedenle, morfinin yerine eşit derecede etkili bir ağrı kesici ile ancak yan etkileri olmayan bir ikame bulmak için girişimlerde bulunulmuştur. Bununla birlikte, ortaya çıktığı gibi, tüm yeni maddeler de bağımlılık sendromuna neden olur. Eroin (1890), meperidin (1940) ve diğer morfin türevlerinin kaderi buydu. Farklı şekillerdeki opiyat moleküllerinin bolluğu, tetrodotoksin reseptörü gibi morfin molekülünün bağlandığı opiyat reseptörünün yapısının kesin olarak kurulması için bir temel sağlar.

Tüm analjezik opiat molekülleri ortak elementlere sahiptir. Afyon molekülü, birbirine dik iki element tarafından temsil edilen katı bir T-şekline sahiptir. T molekülünün tabanında bir hidroksil grubu bulunur ve yatay çubuğun uçlarından birinde bir azot atomu bulunur. Bu öğeler, alıcı kilidini açan anahtarın "tabanını" oluşturur. Sadece morfin serisinin levorotator izomerlerinin analjezik ve öforik aktiviteye sahip olması, dekstrorotator izomerlerin ise bu aktiviteden yoksun olması esastır.

Çok sayıda çalışma, köpekbalıklarından primatlara, insanlar da dahil olmak üzere istisnasız tüm omurgalıların organizmalarında opiat reseptörlerinin bulunduğunu ortaya koymuştur. Dahası, vücudun kendisinin, beş amino asitten oluşan ve mutlaka belirli bir morfin "anahtarını" içeren enkefalinler (metionin-enkefalin ve lösin-enkefalin) adı verilen afyon benzeri maddeleri sentezleyebildiği ortaya çıktı. Enkefalinler, özel enkefalin nöronları tarafından salınır ve vücudun gevşemesine neden olur. Enkefalinlerin afyon reseptörüne bağlanmasına yanıt olarak, kontrol eden nöron düz kasları gevşetmek için bir sinyal gönderir ve sinir sisteminin en eski oluşumu olan limbik beyin tarafından yüce bir mutluluk veya öfori durumu olarak algılanır. Örneğin, böyle bir durum, stresin, iyi yapılmış bir işin veya derin cinsel tatminin sona ermesinden sonra ortaya çıkabilir ve vücudun güçlerinin belirli bir şekilde seferber edilmesini gerektirir. Morfin, enkefalinler gibi afyon reseptörünü, örneğin hastalık durumunda olduğu gibi, mutluluk için bir neden olmadığında bile heyecanlandırır. Yogilerin nirvana durumunun, otomatik eğitim ve meditasyon yoluyla enkefalinlerin salınmasıyla elde edilen öforiden başka bir şey olmadığı kanıtlanmıştır. Bu şekilde yogiler düz kaslara erişim sağlar ve iç organların çalışmasını düzenleyebilir, hatta kalp atışını durdurabilir.

>>>> Nörotoksik etkiler neden tehlikelidir?

Nörotoksik etkiler neden tehlikelidir?

Bir dizi madde sinir lifleri üzerinde zararlı bir etkiye sahip olabilir ve bu tür maddelere nörotoksinler denir ve bunların etkilerinin sonuçlarına nörotoksik bozukluklar denir. Nörotoksinler neden olabilir akut reaksiyonlar veya gecikmeli hareket, toksik etkileri kronik bir sürece dönüştürür.

Kimyasallar, anestezikler, antiseptikler, deterjanlar, böcek ilaçları, böcek ilaçları, metal buharları, nörotoksik yan etkileri olan ilaçlar nörotoksin görevi görebilir. Nörotoksik etki, bu maddelerin bileşenleri yanlışlıkla solunum sistemine, kana girdiğinde ve kandaki izin verilen konsantrasyonları aşıldığında başlayabilir.

nörotoksik etkiler vücuttaki maddeler bir dizi işaretle kendini gösterir:

Baş ağrısı,
Baş dönmesi
Hasta hissetmek
Uzuvların kaslarının zayıflığı
Denge bozuklukları
Doku uyuşması hissi
Doku duyarlılığı bozuklukları
Gecikmiş veya bozulmuş refleksler,
Kardiyak bozukluklar (aritmiler, taşikardi),
Görme bozukluğu
Solunum bozuklukları
Radiküler sendroma benzer ağrı
Hareket bozuklukları
İdrar tutma veya idrar kaçırma
Bilinç karmaşası.

nörotoksik bozukluklar geri dönüşümlü olabilir ve nörotoksinin etkisi durduğunda ortadan kalkabilir, ancak vücutta geri dönüşü olmayan hasara da yol açabilir.

Nörotoksisiteye maruz kalabilirsiniz:

kimyasalların üretiminde, zararlı atmosferde uzun süre kalması,
tarımda ve özel yazlık evlerde gübreler ve böcek ilaçları ile çalışırken,
tesislerin dezenfeksiyonunu gerçekleştirirken, konsantre bir dezenfektanın buharlarıyla dolu bir atmosferde olmak,
kötü havalandırılan odalarda vernik ve boya ürünleri, yapıştırıcılar, solventler ile onarım ve inşaat çalışmaları sırasında,
yüksek karbon monoksit konsantrasyonuna sahip bir yanma bölgesine yakın olmak,
Kimyasal insan yapımı bir felaket bölgesinde olmak (kaza sonucu emisyonlar).

Nörotoksik bozukluklar sonunda sinir sistemi ve kas-iskelet sistemi hastalıklarına dönüşebilir: miyopatiler, Parkinson hastalığı, görme azalması veya kaybı, vestibüler aparatın bozulması, zihinsel bozulma, tikler, titreme.

Nörotoksik bozuklukların tedavisi toksik maddeleri vücuttan uzaklaştırmak ve dokulardaki konsantrasyonlarını azaltmak, su ve elektrolit dengesini geri kazandırmak, hemosorpsiyon yoluyla kanı toksinlerden arındırmak için detoksifikasyon önlemlerine dayanmaktadır. Nörotoksikoz ile toksik etkilerden kaynaklanan ihlalleri ortadan kaldırmak için semptomatik tedavi (antikonvülsanlar, kas gevşeticiler, antienflamatuar ilaçlar, antialerjik ilaçlar ile) yapılır. Nörotoksik bozuklukların tedavisinde öncelikli yön, solunum aktivitesinin, hemodinamiğin restorasyonu ve beyin ödeminin önlenmesidir. Ayrıca, etkilenen organlar izlenir, uygun tedavi verilir ve motor aktivite geri yüklenir.

Araştırmalar, otizm ve diğer sinir bozukluklarının günümüzde artan sıklıkta teşhis edildiğini gösteriyor. Bu sadece kalıtsal genetik hastalıklardan değil, aynı zamanda tehlikeli kimyasallardan da kaynaklanabilir. Özellikle tarımda kullanılan organofosfatlar tek başına merkezi sinir sisteminin durumunu ciddi şekilde etkiler.

Ve son zamanlarda uzmanlar, hem çevrede hem de ev eşyalarında, mobilyalarda ve giysilerde bulunan nörotoksin adı verilen 10 kimyasal tespit etti. Bilim adamlarına göre, sinir sistemini etkileyen hastalıkların gelişmesine neden olan bu maddelerdir. Çoğunun kullanımı zaten çok sınırlıdır, ancak bazıları hala çok tehlikelidir.

klorpirifos

Zararlıları öldürmek için kullanılan, organofosfatlı pestisitler grubuna dahil, geçmişte yaygın olarak kullanılan bir kimyasal. Klorpirifos şu anda kuşlar ve tatlı su balıkları için oldukça zehirli ve memeliler için orta derecede zehirli olarak sınıflandırılmaktadır. Buna rağmen, gıda dışı ürünlerin yetiştirilmesinde ve ahşap ürünlerin işlenmesinde hala yaygın olarak kullanılmaktadır.

Metilcıva

Metil rut, insanlarda kalıtım mekanizmalarını etkileyen tehlikeli bir nörotoksindir. Hücrelerde anormal mitozlara (K-mitozlar) neden olduğu gibi kromozomlara da zarar verir ve etkisi kolşisine göre 1000 kat daha fazladır. Bilim adamları, metil kökün doğum kusurlarına ve zihinsel kusurlara neden olabileceğinin mümkün olduğuna inanıyor.

Poliklorlu bifeniller

Veya PCB'ler, kalıcı organik kirleticiler olarak tanımlanan kimyasallar grubuna dahildir. Vücuda akciğerler, gastrointestinal sistem yoluyla yiyecek veya deri yoluyla girerler ve yağlarda biriktirilirler. PCB, olası bir insan kanserojeni olarak sınıflandırılmıştır. Ayrıca karaciğer hastalığına neden olurlar, üreme fonksiyonunu bozarlar ve endokrin sistemini tahrip ederler.

etanol

Etanolün benzine çevre dostu bir alternatif olmadığı ortaya çıktı. Stanford Üniversitesi'nden bilim adamlarına göre, etanol ve benzin karışımı üzerindeki arabalar, atmosferdeki iki kanserojen - formaldehit ve asetaldehit seviyesindeki artışa katkıda bulunuyor. Ek olarak, yakıt olarak etanol kullanımı, düşük konsantrasyonlarda bile her türlü akciğer hastalığına yol açan atmosferik ozon seviyesini artıracaktır.

Öncülük etmek

Vücuda nüfuz eden kurşun, kan dolaşımına girer ve kısmen doğal olarak atılır, kısmen çeşitli vücut sistemlerinde birikir. Önemli derecede zehirlenme ile böbreklerin, beynin ve sinir sisteminin fonksiyonel durumundaki bozukluklar gelişir. Organik kurşun bileşikleri ile zehirlenme, sinir bozukluklarına yol açar - uykusuzluk ve histeri.

Arsenik

Sanayide, arsenik gübre üretiminde, ahşabın kimyasal işlenmesinde ve yarı iletkenlerin imalatında kullanılır. Arsenik insan vücuduna toz şeklinde ve gastrointestinal sistem yoluyla girer. Arsenik ile uzun süreli temasta malign tümörler oluşabilir, ayrıca merkezi ve periferik sinir sisteminin metabolizması ve işlevleri bozulur.

Manganez

Her şeyden önce, manganez insan vücuduna solunum yolu yoluyla girer. Solunum yolu tarafından savrulan büyük partiküller tükürük ile birlikte yutulabilir. Fazla manganez karaciğerde, böbreklerde, endokrin bezlerinde ve kemiklerde birikir. Birkaç yıl boyunca zehirlenme, merkezi sinir sisteminin bozulmasına ve Parkinson hastalığının gelişmesine yol açar. Ayrıca fazla manganez kemik hastalığına yol açarak kırık riskini artırır.

flor

Florür, bakteriyel diş hastalıklarıyla mücadele için ağız hijyeninde yaygın olarak kullanılmasına rağmen birçok olumsuz etkiye neden olabilir. Milyonda bir florür içeren su tüketimi, beyin dokusunda Alzheimer'a benzer değişikliklere neden olur. En paradoksal olanı: aşırı florür, dişlerin kendileri üzerinde yıkıcı bir etkiye sahiptir ve florozise neden olur.

tetrakloroetilen

Veya perkloretilen mükemmel bir çözücüdür ve tekstil endüstrisinde ve metallerin yağdan arındırılmasında kullanılır. Açık alevlerle ve zehirli dumanlar çıkaran ısıtılmış yüzeylerle temas ettiğinde ayrışır. Uzun süreli temas halinde tetrakloroetilenin merkezi sinir sistemi, karaciğer ve böbrekler üzerinde toksik etkisi vardır. Bir dizi akut, ölüme yol açan zehirlenmeler bilinmektedir.

toluen

Kimya endüstrisinde benzen, benzoik asit üretimi için kullanılır ve birçok çözücünün bir parçasıdır. Toluen buharları insan vücuduna solunum yolu ve deri yoluyla girer. Zehirlenme vücudun gelişiminde bozulmalara neden olur, öğrenme yeteneğini azaltır, sinir sistemini etkiler ve bağışıklığı azaltır.

Bazı maddelerin insan sağlığı üzerinde son derece olumsuz etkileri olabilir. Doğal veya sentetik zehirler böbrekleri, karaciğeri, kalbi etkiler, kan damarlarına zarar verir, kanamaya neden olur veya hücresel düzeyde etki eder. Nörotoksinler, sinir liflerini ve beyni etkileyen maddelerdir ve bu tür toksinlerin etkisinin sonuçları nörotoksik bozukluklardır. Bu tür zehirlerin etkisi hem geciktirilebilir hem de akut durumlara neden olabilir.

Nörotoksin nedir ve toksik maddeler nerelerde kullanılır?

Nörotoksinler kimyasallar, anesteziye neden olan ilaçlar, antiseptikler, metal buharları, agresif deterjanlar, böcek ilaçları ve böcek öldürücüler olabilir. Bazı canlı organizmalar, bağışıklık sistemine yönelik bir tehdide yanıt olarak nörotoksin üretebilir ve çevrede çok sayıda toksik madde bulunur.

Yetkili haftalık tıp dergisi The Lancet'in yayınında özetlenen bilimsel araştırmaya göre, yaklaşık iki yüz toksin insan sinir sistemine zarar verebilir. Daha sonra (Ulusal İş Güvenliği Enstitüsü'nden alınan verilerin çalışmasına göre), yayınlanan listeye, merkezi sinir sistemi üzerinde olumsuz bir etkisi olan bir şekilde daha fazla toksik madde eklemek gerekli hale geldi.

İkinci durumda, sinir liflerine verilen hasar, ilgili organ ve sistemlere verilen hasarla birleştirildi ve izin verilen maruz kalma sınırları aşıldığında nörotoksik bozukluk semptomları ortaya çıktı.

Bu nedenle, nörotoksinlere atfedilebilecek kimyasalların listesi, belirli bir yayının veya yazarın hangi kriterlere bağlı olduğuna bağlı olarak genişler.

Zehirli buharları teneffüs ederek, kanda izin verilen konsantrasyonu artırarak veya çok miktarda toksik madde ile doymuş yiyecekleri yiyerek nörotoksin ile zehirlenme alabilirsiniz. Çevrede, tüketim mallarında ve ev kimyasallarında birçok toksik madde bulunur. Nörotoksinler kozmetik, tıp ve endüstride kullanılmaktadır.

Vücut üzerindeki nörotoksik etkisi nedir?

Nörotoksik etki öncelikle beyin ve sinir liflerine kadar uzanır. Sinir sistemindeki hücrelerin çalışmasının nötralizasyonu, kas felcine, akut alerjik reaksiyonun ortaya çıkmasına neden olabilir ve bir kişinin genel zihinsel durumunu etkiler. Ağır vakalarda zehirlenme komaya ve ölüme neden olabilir.

Bu tür zehirli maddeler sinir uçlarına emilir, hücrelere aktarılır ve hayati fonksiyonları bozar. Vücudun doğal detoksifikasyon mekanizmaları, nörotoksinlere karşı pratik olarak güçsüzdür: örneğin, ana işlevsel özelliği zararlı maddelerin ortadan kaldırılması olan karaciğerde, çoğu nörotoksin, spesifik yapıları nedeniyle sinir lifleri tarafından yeniden emilir.

Nörotoksik zehir, herhangi bir hastalığın seyrini zorlaştırabilir ve kesin tanı ve zamanında tedaviyi zorlaştırabilir.

Kesin olarak doğru bir teşhis koymak, iddia edilen enfeksiyon kaynağının belirlenmesini, potansiyel bir zehirle temas öyküsünün incelenmesini, eksiksiz bir klinik tablonun belirlenmesini ve laboratuvar testlerinin yapılmasını içerir.

Nörotoksinlerin en ünlü temsilcilerinin sınıflandırılması

Tıbbi kaynaklar nörotoksinleri kanal inhibitörleri, sinir ajanları ve nörotoksik ilaçlar olarak sınıflandırır. Kökenlerine göre, toksik maddeler dış ortamdan elde edilenler (dış kaynaklı) ve vücut tarafından üretilenler (endojen) olarak ikiye ayrılır.

Zehirlenmesinin işte ve günlük yaşamda elde edilmesi muhtemel olan nörotoksinlerin sınıflandırılması, en yaygın maddelerin üç grubunu içerir:

Ağır metaller. Cıva, kadmiyum, kurşun, antimon, bizmut, bakır ve diğer maddeler sindirim sistemine hızla emilir, kan dolaşımıyla tüm hayati organlara taşınır ve bunlarda biriktirilir.
Biyotoksinler. Biyotoksinler, özellikle deniz yaşamı ve örümcekler tarafından üretilen güçlü zehirleri içerir. Maddeler mekanik olarak (bir ısırık veya dikme yoluyla) veya zehirli hayvanları yiyerek nüfuz edebilir. Ayrıca botulizm bakterileri biyotoksin olarak kabul edilir.
Ksenobiyotikler. Bu nörotoksin grubunun ayırt edici bir özelliği, insan vücudu üzerindeki uzun süreli etkidir: örneğin dioksinin yarı ömrü 7 ila 11 yıldır.

Nörotoksin hasarının belirtileri

Toksik maddelerin neden olduğu nörotoksik bozukluklar, prensipte zehirlenmeye özgü bir dizi semptom ve belirli bir bileşikle zehirlenme durumunda ortaya çıkan spesifik belirtiler ile karakterize edilir.

Ağır metal zehirlenmesi

Bu nedenle, hastalarda aşağıdaki ağır metal zehirlenmesi belirtileri vardır:

karın rahatsızlığı;
şişkinlik, ishal veya kabızlık;
mide bulantısı ve ara sıra kusma.

Bu durumda, belirli bir metalle zehirlenmenin kendine özgü özellikleri vardır. Bu nedenle, cıva zehirlenmesi ile, ağızda artan tükürük ve lenf düğümlerinin şişmesi ile karakterize metalik bir tat hissedilir ve güçlü bir öksürük (bazen kanla), lakrimasyon, solunum yollarının mukoza zarının tahrişi ile karakterize edilir. .

Şiddetli bir durum şudur: anemi gelişir, cilt siyanotik hale gelir, karaciğer ve böbrek fonksiyonu hızla bozulur.

biyotoksin zehirlenmesi

Biyotoksinlerle zehirlenme durumunda, ilk zehirlenme belirtileri arasında şunlar olabilir:

tükürük salgısında artış, dilde uyuşukluk, bacaklarda ve kollarda hassasiyet kaybı (kirpi balıklarında bulunan tetrodotoksin ile zehirlenme için tipik);
artan karın ağrısı, mide bulantısı ve kusma, dışkı bozuklukları, gözlerin önünde "uçar" ve solunum yetmezliği (botulinum toksini ile zehirlenme);
kalpte şiddetli ağrı, hipoksi, iç kasların felci (bazı kurbağa türlerinin bezlerinde bulunan batrakotoksin ile zehirlenme sırasında kalp krizine benzer bir durum oluşur).

ksenobiyotik zehirlenmesi

Antropojenik kökenli bir nörotoksik zehir, uzun vadede zehirlenme semptomlarının ortaya çıkması ve bu da kronik zehirlenmeye yol açması nedeniyle tehlikelidir.

Pestisit, kağıt, plastik ve benzerlerinin üretiminin yan ürünleri olan formaldehit veya dioksinlerden kaynaklanan hasara aşağıdaki belirtiler eşlik eder:

güç kaybı, yorgunluk, uykusuzluk;
karın ağrısı, iştahsızlık ve yorgunluk;
ağız, göz ve solunum yollarının mukoza zarının tahrişi;
mide bulantısı, kan kusması, ishal;
hareketlerin bozulmuş koordinasyonu;
kaygı, deliryum, korku duygusu.

Nörotoksinlerle zehirlenmenin özellikleri

Nörotoksinlerin ayırt edici bir özelliği, insan sinir sistemine zarar vermesidir.

Bu nedenle, hastanın durumu şu şekilde karakterize edilir:

hareketlerin bozulmuş koordinasyonu;
beyin aktivitesinin yavaşlaması;
bozulmuş bilinç, hafıza kaybı;
zonklayan baş ağrısı;
gözlerde kararma.

Genel belirtilere genellikle solunum, sindirim ve kardiyovasküler sistemlerden zehirlenme belirtileri eklenir. Spesifik klinik tablo, zehirlenme kaynağına bağlıdır.

İşyerinde ve evde zehirlenmenin önlenmesi

Zehirlenmenin önlenmesi büyük ölçüde potansiyel tehdidin doğasına bağlıdır. Bu nedenle biyotoksinlerle zehirlenmeyi önlemek için yiyecekler iyice pişirilmeli, son kullanma tarihi geçmiş veya kalitesiz ürünleri yemekten kaçınılmalı ve potansiyel olarak zehirli hayvan ve bitkilerle temastan kaçınılmalıdır. Bu malzemelerden yapılmış ürünlerin kesinlikle amacına uygun kullanılması, tehlikeli endüstrilerde çalışırken güvenlik önlemleri ve sıhhi kurallara uyulması ile ağır metal zehirlenmesi önlenebilir.

biyokimya üzerine

Yılan zehiri nörotoksinlerinin etki mekanizması

Tanıtım

kimya yılan zehiri

Yılan zehirleri, kimyasal bileşim ve fizyolojik etki bakımından benzersiz olan biyolojik olarak aktif bileşikler grubudur. Toksik ve tıbbi özellikleri eski zamanlardan beri insanlık tarafından bilinmektedir. Uzun bir süre, bu toksik ürünlerin araştırılmasına olan ilgi, tıbbi uygulamaların ihtiyaçları ile sınırlıydı. Çalışmanın çoğu, zehirlenmenin klinik tablosunun tanımına, spesifik ve spesifik olmayan tedavi yöntemlerinin araştırılmasına ve ayrıca yılan zehirlerinin ve bunların terapötik ajanlar olarak müstahzarlarının kullanımına ayrılmıştır. Yılan zehirlerinin tıpta rasyonel kullanımı, bir veya başka bir zehrin girmesine yanıt olarak vücutta gelişen reaksiyonların özünün deneysel çalışması ve teorik olarak doğrulanması olmadan imkansızdır. Yılan zehirlerinin vücut üzerindeki bireysel etki mekanizmalarının incelenmesi, bilimsel temelli tedavi yöntemlerinin oluşturulması için gereklidir.

Yılan zehirlerinin zehirli etki mekanizmalarının yetersiz gelişimi, çoğu zaman doktorların kurbanın durumunu hızlı ve etkili bir şekilde hafifletmesine izin vermez. Bazı durumlarda, yalnızca dış zehirlenme resmi dikkate alınır ve klinik bakım, zehirin vücudun hayati sistemleri üzerindeki etkisinin özelliklerini dikkate almadan semptomatik yollarla sınırlıdır.

Yılan zehirlerinin sadece öldürücü ve öldürücü olmayan dozlarda güçlü bir toksik etkiye sahip olduğuna dikkat edilmelidir. Küçük dozlar herhangi bir klinik zehirlenme belirtisine neden olmaz ve uzun süredir pratik tıp tarafından kullanılmaktadır. Bununla birlikte, terapötik uygulamalar sıklıkla ampirik olarak yeterli teorik gerekçe olmadan gerçekleştirilir ve bu da hatalara yol açar. Klinikte yılan zehirlerinin etkili kullanımının, bunların bileşimi ve özellikleri hakkında derin bir bilgiye ve her şeyden önce, bunların fizyolojik doğasını ve etki mekanizmalarını ortaya çıkarması gereken deneysel araştırmalara dayanması gerektiğini kanıtlamaya gerek yoktur. zehirli maddeler ve doktorların zehirleri tedavi amaçlı bilimsel olarak uygulamalarına yardımcı olur. Araştırma laboratuvarlarında, zootoksinlere ve özellikle yılan zehirlerine olan ilgi, onlardan oldukça spesifik bir etkiye sahip olan bir dizi bileşenin saf halde üretilmesi ve belirli biyolojik yapılar ile bağlantılı olarak keskin bir şekilde artmıştır.

Bu çalışmanın amacı, yılan zehirlerinin deneysel çalışmasının mevcut durumunu vurgulamak, vücudun en önemli fonksiyonel sistemleri üzerindeki patofizyolojik etki mekanizmalarını ortaya çıkarmaktır.

Yılan zehirlerinin kimyasının durumu.

Zehirlerin elde edilmesi ve fiziksel ve kimyasal özellikleri.

Yılanlardan zehirli salgı elde etmenin en basit yolu zehirli bezlere mekanik olarak masaj yapmaktır. Günümüzde mekanik masaj yerine elektrik stimülasyonu sıklıkla kullanılmaktadır.

Elektrik stimülasyonu sadece daha nazik bir zehir toplama yöntemi değildir, aynı zamanda daha fazlasını elde etmenizi sağlar. Bir kişiden elde edilen zehir miktarı, yılanın vücudunun büyüklüğüne, fizyolojik durumuna, tekrarlanan zehir alma sayısına ve ayrıca bir dizi çevresel koşula bağlıdır. Esaret altındaki yılanların içeriğinin sadece alınan zehir miktarını değil, aynı zamanda toksisitesini de etkilediği belirtilmelidir. Yani kobranın zehirinde, esaret altında altı ay sonra toksisitede bir azalma gözlenir. Gyurza zehiri toksisitesini ancak 2 yıl kreşte tuttuktan sonra değiştirir. Küçük yılanlara (engerek, karabatak, efa) gelince, yıl boyunca serpantariumlardaki içerikleri zehirlerin özelliklerini etkilemez. Taze mayınlı yılan zehiri hafif opak, viskoz, oldukça şeffaf bir sıvıdır, zehirin rengi açık sarıdan limona kadar değişir.

Zehirlerin aktif reaksiyonu genellikle asidiktir. Sulu çözeltileri kararsızdır ve birkaç gün sonra toksisitelerini kaybeder. Kalsiyum klorür veya liyofilizasyon üzerinde kuruduktan sonra çevresel faktörlere karşı çok daha dirençli hale gelirler. Zehirler termal olarak oldukça kararlıdır ve asidik bir ortamda aktivite kaybetmeden 120 santigrat dereceye kadar ısınmaya dayanabilir. Kimyasal reaktiflerin zehirler üzerinde yıkıcı etkisi vardır: KMnO 4, eter, kloroform, metilen mavisi etanol. Fiziksel faktörler de etkiler: UV radyasyonu, X-ışınları. Kimyasal analiz, yılan zehirlerinde hem organik hem de inorganik maddelerin varlığını gösterir. Modern kavramlara göre, yılan zehirlerinin toksik aktivitesi ve biyolojik özellikleri, protein bileşenleri ile ilişkilidir.

Yılan zehirlerinin toksik polipeptitlerinin kimyasal bileşimini ve yapısını incelemenin ana aşamaları. Yılan zehirinin kimyasal yapısı ve etki mekanizmaları ile ilgili sorular araştırmacıların ilgisini çekti. İlk çalışmalarda, toksik etki, zehirlerde bulunan enzimlerin aktivitesi ile ilişkilendirildi. Şu anda, ana toksik özelliklerin enzimatik olmayan polipeptitler tarafından belirlendiği, ayrıca zehirlerin güçlü enzim sistemleri içerdiği, eylemin doğası ve özgüllüğü çoğu durumda orijinalliğini belirleyen genel kabul görmüş bakış açısı. zehirlenmenin ayrılmaz resmi. Zehirlerin kimyasal bileşiminin araştırılmasındaki başarılar ve ilerlemeler, yüksek moleküler ağırlıklı bileşiklerin karmaşık karışımlarının fraksiyonlanması ve saflaştırılması için yöntemlerin geliştirilmesi ve iyileştirilmesi ile yakından ilişkilidir. 60'lı yıllara kadar, yarı geçirgen zarlardan diyaliz ve elektroforetik ayırma esas olarak zehirlerin araştırılmasında kullanıldı. Jel filtrasyonu, iyon değişim kromatografisi, ultrasantrifüj yöntemlerinin yanı sıra makromoleküllerin birincil yapısını analiz etmek için yöntemlerin geliştirilmesi ve otomasyonu, toksik polipeptitlerin amino asit kalıntılarının dizisini nispeten kısa sürede deşifre etmeyi mümkün kılmıştır. çoğu yılan.

1.Toksik polipeptitlerin terminolojisi ve sınıflandırılması

kimya yılan zehiri

Yakın zamana kadar, yılan zehirinin çeşitli enzimatik olmayan toksik polipeptitlerinin fonksiyonel ve yapısal özelliklerini karşılaştırmaya çalışırken terminolojik zorluklar vardı. Bu esas olarak Elapidae familyasının yılanlarının zehirinden izole edilen polipeptitlerle ilgilidir. Zehirlerin kimyasal bileşimini incelemenin ilk aşamalarında, bu tür zorluklar kaçınılmazdı ve çoğu durumda eylemlerinin spesifik doğasını belirlemeyi zorlaştıran bireysel polipeptitlerin yetersiz saflaştırma derecesi ile açıklandı. Sonuç olarak, farklı yazarlar, kimyasal yapıları ve farmakolojik etkileri açısından son derece yakın ve bazen aynı olduğu ortaya çıkan polipeptitler için farklı isimlere sahiptir. Özellikle, kardiyotoksin grubu, iskelet kaslarını depolarize eden bir faktör olarak belirlenmiştir; toksin Y; doğrudan litik faktör - PLF; kobraminler A ve B; sitotoksin 1 ve 2.

Bazı yazarlar, patofizyolojik etkilere (kardiyotoksin, PLF, sitotoksin) dayalı bir isim seçerken, diğerleri polipeptidin bazı kimyasal özelliklerini, örneğin temel yapısını (kobramin) vurguladı ve diğerleri, bir sayısal veya harf atama atadı. kesir. Bu polipeptitlerin kimyasal yapısı ancak son yıllarda yakın bir benzerlik kurmuştur. Hemolitik, sitotoksik, kardiyotoksik ve diğer aktivite türlerinin bu toksinlerin çoğunda doğal olduğuna dair kanıtlar elde edilmiştir. Bu nedenle, spesifik nörotoksik aktiviteye sahip olmayan, ancak biyolojik membranlar üzerinde etkili bir şekilde hareket eden bir grup bazik polipeptit, membran aktif polipeptitler (MAP) olarak adlandırıldı.

Nörotoksik polipeptitlerin birbirine büyük benzerlik gösteren birincil yapı ve fizyolojik eylemin karşılaştırmalı bir analizine dayanarak, bunlar genel terim - nörotoksin ile birleştirildi. Bu nedenle, şimdiye kadar Elapidae familyasının yılanlarının zehirinden izole edilen tüm toksik polipeptitler, enzimatik özelliklere sahip değildir ve etki mekanizmasına göre üç gruba ayrılır. İlk grup, nöromüsküler kavşağın subsinaptik zarının kolinerjik reseptörlerini seçici ve spesifik olarak bloke eden polipeptitleri içerir - postsinaptik nörotoksinler (NT sonrası). İkinci grup, miyonöral sinapsların presinaptik uçlarında seçici olarak etki eden ve asetilkolin salınımı - presinaptik nörotoksinler (NT öncesi) sürecini bozan polipeptitler ile temsil edilir.

Üçüncü grup, uyarılabilir olanlar da dahil olmak üzere hücrelerin membran yapılarını aktif olarak etkileyen ve depolarizasyonlarına neden olan polipeptitleri içerir - membran aktif polipeptitler (MAP).

2. Postsinaptik nörotoksinlerin kimyası

Kobra zehirinden izole edilen post-NT'nin farmakolojik özellikleri benzer olmasına rağmen, kimyasal yapı açısından iki tipe ayrılabilirler.

Tip 1, 4 disülfid köprüsüne sahip 60-62 amino asit kalıntısından oluşan (Şekil 1. A) ve temel özelliklere sahip, moleküler ağırlığı yaklaşık 7000 (HT-1 sonrası) olan basit bir polipeptit zinciri olan post-HT'yi içerir.

Tip 2, 71-74 amino asit kalıntısından oluşan, 5 disülfid köprüsüne sahip (Şekil 1, B), moleküler ağırlığı yaklaşık 8000 (NT-2) sonrası NT'yi içerir.

Şekil 1. Orta Asya kobrasının zehrinden nörotoksin II (A) ve nörotoksin I (B)'nin birincil yapısı

Post - NT-1, bileşimlerinde kural olarak Ala, Met ve Phen bulunmayan 15 ortak amino asit kalıntısından oluşur. Aksine, oruç tutarken - NT-2 alanin oluşur. Orta Asya kobra zehirinin ilginç bir özelliği, içinde her iki tip nörotoksinin de bulunmasıdır. Ayrıca, 73 amino asit kalıntısı içeren nörotoksinde, tüm HT-2 sonrası için tipik olan Arg veya Lys 51, Glu ile değiştirilir.

Post-HT1 ve 2'nin disülfid bağları ile doyması, molekülün biyolojik olarak aktif konformasyonunun korunmasında bunların önemli fonksiyonel önemini ortaya koymaktadır. Disülfid bağlarının restorasyonu, HT-1 sonrası aktivitenin %92'sinde ve HT-2 sonrası aktivitenin %50'sinde bir kayba yol açar. yeniden oksidasyon, nörotoksinlerin orijinal aktivitesini geri yükler. Görünüşe göre, HT-2 sonrasının kimyasal etkilere karşı daha büyük direnci, polipeptit zincirinin bir bölümünü stabilize eden beşinci disülfid bağının varlığı ile ilişkilidir. Aynı zamanda, NT-1 sonrası, molekülün bu aynı bölgesi en uzundur ve disülfid köprülerinden yoksundur. Köprülerin varlığı, post - NT'nin ve termal etkilere karşı stabilitesini belirler. Bu nedenle, asidik bir ortamda, NT sonrası, gözle görülür bir aktivite kaybı veya 24 saat boyunca 8M üre ile muamele olmaksızın 30 dakika boyunca 100 ° C'ye ısıtmaya dayanabilir, ancak alkalilerle inaktive edilir.

Nörotoksik polipeptitlerin birincil yapısının deşifre edilmesi, kolin reseptörü ile bir bağa giren molekülün aktif merkezinin lokalizasyonu ve yapısı sorusunu gündeme getirmeyi mümkün kılmıştır. Bu polipeptitlerin yapısının incelenmesi, nörotoksin moleküllerinde hem α hem de β yapılarının varlığını gösterir. HT-1 sonrası molekülün disülfid bağları içermeyen merkezi kısmı daha büyük a-sarmalizasyonuna sahip olabilir. Ek olarak, 24-25 konumlarından 39-40 konumlarına kadar olan diziyi oluşturan amino asit kalıntılarının yan zincirlerinin çoğunun hidrofilik doğası, bu döngünün molekülün dış tarafına yansımasına neden olabilir; bu nedenle, aktif merkezin bu bölgede lokalize olması mümkündür.

Aynı bölgelerdeki homolog nörotoksinlerde bulunan değişmez amino asitlerin lokasyonlarının ve kimyasal modifikasyonlarının analizi büyük önem taşımaktadır. Evrim sırasında polipeptit zincirinin aynı bölgelerinde korunan bu amino asitler, aktif merkezin organizasyonuna katılabilir veya molekülün aktif yapısını koruyabilir. Sabit amino asitlerin varlığı, belirli bir amino asit dizisinin sentezi için gerekli olan DNA molekülünde değişmez bir üçlü gen kodunun varlığını gerektirir.

Asetilkolinin yanı sıra NT sonrası için de hedef kolinerjik reseptör olduğundan, görünüşe göre nörotoksinlerin aktif bölgeleri asetilkolinin kuaterner amonyum ve karbonil gruplarına benzer olmalıdır. N-terminal olanlar da dahil olmak üzere serbest amino gruplarının toksik aktivite sağlamak zorunda olmadığı bulundu. Tayland kobrasının zehrinden alınan nörotoksin içindeki 6 amino grubunun aktivasyonu, aktivitenin 1/3'ünde bir kayıpla sonuçlandı.

Peptit bileşiminin karbonil gruplarının HT sonrası molekülde her zaman mevcut olduğu varsayılabilir, toksisitenin sağlanmasında önemli olabilir. Bununla birlikte, reseptör ile etkileşimin reaksiyonunda kolayca bulunmazlar. Değişmez aspartik asit ve asparajinin yan zincirlerinin yan grupları bu gereksinimi büyük ölçüde karşılar. Aspartik asidin glisin metil ester ile modifikasyonu, orijinal değerin %75'lik bir aktivite kaybı ile sonuçlanır.

NT sonrası ve kolinerjik reseptör arasındaki geri dönüşümsüz bağlanma, yalnızca NT sonrası guanidin ve karbonil gruplarının reseptörün karşılık gelen bölgeleriyle etkileşimi ile açıklanamaz. Etkileşimleri esas olarak doğada elektrostatik olmalıdır, ancak reseptör-toksin kompleksi konsantre tuzlu su çözeltilerinde ayrışmaz. Muhtemelen, bu iki fonksiyonel grup, HT sonrası ve reseptör arasındaki birincil temas sırasında “tanıma yerleri” olarak hizmet eder. Nihai geri dönüşü olmayan bağlanma, post - HT ve kolinerjik reseptörün diğer bölgelerini içeren protein - protein etkileşimi ile belirlenir.

3. Presinaptik nörotoksinlerin kimyası

Nörotoksinlerin ikinci grubu olan presinaptik nörotoksinler (NT öncesi), yılan zehirlerinde nadiren bulunur. Bunlardan sadece birkaçı saflaştırıldı ve incelendi. Elapidae ailesinde, presinaptik NT'ler Avustralya taipan - taipoxin zehirinde, Avustralya kaplan yılanı - notexin'de ve krait - β-bungarotoxin zehirinde bulunur. Crotoxin - çıngıraklı yılan zehirinin bir nörotoksin, amfibilerde nöromüsküler bağlantılar üzerinde baskın bir presinaptik etkiye ve memelilerde postsinaptik etkiye sahiptir. NT sonrasının aksine, grup 2 nörotoksinler daha fazla sayıda amino asit kalıntısından oluşur ve buna göre daha yüksek moleküler ağırlığa sahiptir. Ek olarak, bazıları bir alt birimler kompleksidir.

Nişasta jeli üzerinde bölgesel elektroforez ile elde edilen ve tekrar tekrar kromatografi ile CM-Sephadex üzerinde kromatografi ile daha da saflaştırılan ilk ön NT'lerden biri β-bungarotoksindi. Β-bungarotoksin, aralarında aspartik asit (22 kalıntı), glisin (16), lizin (13), arginin (14), tirozin (13) baskın olan yaklaşık 179 amino asit kalıntısından oluşur. 20 sistin tortusunun mevcudiyeti, β-bungarotoksin molekülünün en az 10 sülfür bağı ile stabilize edildiğini gösterir. Nörotoksinin moleküler ağırlığı 28500'dür.

β-bungarotoksinin enzimatik özelliklere sahip olmadığı ve homojen olduğu varsayılmıştır. Ancak β-bungarotoksinin moleküler ağırlığı 8800 ve 12400 olan iki alt birimden oluştuğu tespit edilmiş, β-bungarotoksinin sinir uçlarının mitokondrilerinde oksidatif fosfolilasyon üzerindeki etkisini incelerken, toksinin fosfolipaz aktivitesine sahip olduğu sonucuna varılmıştır.

Notexin, bir amonyum asetat gradyanında iyon değişim kromatografisiyle elde edildi. Noteksin'in ana nörotoksik bileşeni, ham ham zehirin %6'sı, tekrarlanan kromatografi ile noteksin'in %27'sini içeren bir müstahzar olarak izole edildi.

4. Zehirlerin nöromüsküler iletimin iletimine etkisi

Yılan zehirlerinin etkisi altında myonöral sinapsta uyarılma iletiminin bozulması mekanizması en çok çalışılan mekanizmadır. Zaten iskelet ve solunum kaslarının felç semptomlarının hakim olduğu zehirli bir hayvanın ölümünün resminin ilk gözlemleri, bu fenomeni katı laboratuvar koşullarında incelemeyi gerekli kılmıştır. İzole nöromüsküler preparatlar üzerinde yapılan çok sayıda deney, yılan zehirlerinin uyarının sinirden kasa geçişini engellediğini, uyarılabilirliği doğrudan ve dolaylı uyarıma karşı azalttığını ve sinir ve kas zarlarının depolarizasyonuna neden olduğunu göstermiştir.

Zehir etkisi altında nöromüsküler iletimin baskılanması iki mekanizma kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bunlardan biri, zehirin uç plaka üzerindeki bloke edici etkisi ile ilişkilidir. İkincisi, uyarılabilir zarlar üzerinde depolarize edici bir etkiye dayanır. Bununla birlikte, bütün bir zehir kullanıldığında, bu iki mekanizmayı ayırt etmek zordur, çünkü depolarize edici etkisi sinir liflerinde yayılan uyarımın bloke olmasına neden olur ve yüksek konsantrasyonlarda, zehir kas kontraktürüne neden olur. Zehir, asetilkolinin izole kaslar üzerindeki depolarize edici etkisini engellerken, asetilkolinesteraz bileşikleri ise onun bloke edici etkisini azaltır.

Deneylerde, krotoksin dolaylı uyarım için kas kasılmasını bloke etti ve zar potansiyelini etkilemedi. Bununla birlikte, iki tür zehirin (krotaminli ve krotaminsiz) etkisinin incelenmesi, krotaminsiz zehirin kedilerde ve sıçanlarda hem kas zarları hem de postsinaptik zarın spesifik reseptörleri üzerinde nöromüsküler iletim üzerinde neredeyse geri döndürülemez bir bloke edici etki bildirmiştir. Krotamin içeren bir zehirin etkisi altındaki nöromüsküler blok, kas zarlarının depolarize edilmesiyle sağlandı. Viper zehiri ayrıca nöromüsküler iletimi bozabilir ve spesifik asetilkolin reseptörlerinin geri dönüşü olmayan blokajı nedeniyle periferik felce neden olabilir. Ayrıca kas liflerinin elektriksel aktivitesini de engeller. İmmünokimyasal analiz, postsinaptik benzer bir protein fraksiyonunun zehirinde varlığını gösterdi. α- kara boyunlu kobra zehrinden gelen toksin.

Biyoorganik Kimya Enstitüsü'nde. akademisyenler M.M. Shemyakina<#"justify">5. Postsinaptik nörotoksinler (NT sonrası)

Kobranın tüm zehirinin aksine, NT sonrası, sinir ve kasın elektriksel özelliklerini etkilemeden nöromüsküler kavşakta uyarı iletimini seçici olarak bloke eder. Yaklaşık 1 μg / ml konsantrasyonda NT sonrası içeren bir çözeltide bir saatlik izole nöromüsküler preparatlar için inkübasyon, uç plaka - EPP potansiyelinin genliğinde ilerleyici bir azalmaya yol açar. Depresif etki, stimülasyon frekansındaki bir artışla artar; aynı zamanda, EPP'lerin genliği, frekanslarında önemli bir değişiklik olmaksızın azalır. Yüksek konsantrasyonlarda bile, NT sonrası dinlenme ve kas ve motor terminal potansiyellerini etkilemedi.

Omurgalıların iskelet kaslarının kolinoreseptör zarları, NT sonrası eyleme en duyarlıdır. Aynı zamanda, deniz yumuşakçalarının somatik kasları ve abanozların kalbi, kobra nörotoksinlerinin etkisine karşı dirençlidir. Çeşitli omurgalılarda (kurbağalar, tavuklar, yavru kediler, sıçanlar) kolinerjik reseptörlerin duyarlılığındaki tür farklılıkları. Post-HT'nin, kolinerjik reseptörün aktif bölgesi için asetilkolinin doğrudan rakipleri olmadığı öne sürülmüştür.

6. Presinaptik nörotoksinler (NT öncesi)

Presinaptik bir etkiye sahip nörotoksinler, postsinaptik yapıların aracısına duyarlılığı etkilemeden, asetilkolin salınımının mekanizmasını seçici olarak etkiler. İzole bir nöromüsküler preparatın tedavisi β- bungarotoksin, başlangıçtaki artan frekans döneminden sonra PCP'nin tamamen ortadan kaldırılmasına yol açar. Engelleyici etkinin başlama hızı, hem NT öncesi konsantrasyonuna hem de stimülasyon sıklığına bağlıdır. Ayrıca, nöromüsküler iletim bloğunun başlama zamanının ortam sıcaklığına bağımlılığı da belirlendi. Böylece, 37 ° C'lik bir sıcaklıkta taipoksin (1 μg / ml), ilacın bir saat boyunca inhibisyonuna neden oldu, sıcaklıkta 28 ° C'ye düştü, iletkenlik 4 saate kadar inkübasyon kaldı. Pre-NT'ler, izole edilmiş kasların eksojen asetilkolin tepkisini azaltmaz ve sinir terminalleri yoluyla uyarım iletimini etkilemez. Seçici Presinaptik Eylem İçin Diğer Kanıtlar β- bungarotoksin, 10 günlük tavuk embriyolarının miyoblastlarından elde edilen sinir uçlarından yoksun bir doku kültüründe elde edildi. ön kuluçka α- bungarotoksin, ortama asetilkolinin sonradan eklenmesinin neden olduğu depolarizasyonu tamamen ortadan kaldırdı. Bu koşullarda β- bungarotoksin etkili değildi. Eylemin sonraki aşamalarında β- bungarotoksin, veziküllerin tamamen yok olana kadar asetilkolin ile tahrip olduğu gözlenir. Motor sinir terminallerinin mitokondrilerinin vakuolizasyonu da not edilir.

Eylem β- bungarotoksin, asetilkolinin sinir uçlarından salınma mekanizmasını da etkileyen botulizm toksinlerinin etkisine benzer. Bununla birlikte, farklılıklar vardır: botulizm toksini, PCP'de başlangıçta bir artışa neden olmaz; botulizm toksininin aksine β- bungarotoksin sadece kolinerjik sonlarla etkileşime girer; botulizm toksininin etkisi altında presinaptik bölgede herhangi bir değişiklik gözlenmedi.

Sıçan beyninden alınan sinaptozomlar yeteneği gösterdi β- GABA, serotonin, norepinefrin ve kolin birikimini azaltmak için bungarotoksin. kadarıyla β- bungarotoksin esas olarak zaten birikmiş nörotransmitterlerin yerini alır, etkisinin aracıların taşınması değil, depolama sürecinin yenilgisi ile ilişkili olduğu varsayılabilir.

Çözüm

Yılan zehirlerinin etki mekanizması bilim adamları tarafından henüz tam olarak deşifre edilmemiştir. Ancak şeffaf bir zehir damlası, kana karıştığında, vücut tarafından taşınır ve belirli bir dozda hastanın vücudunda faydalı bir etkiye sahiptir. Küçük miktarlardaki kobra zehirinin analjezik bir etkiye sahip olduğu ve hatta malign neoplazmlardan muzdarip hastalarda morfin yerine kullanılabileceği tespit edilmiştir. Aynı zamanda morfinden farklı olarak yılan zehiri daha uzun süre etki eder ve en önemlisi bağımlılık yapmaz. Ek olarak, bronşiyal astım, epilepsi ve anjina pektoristen muzdarip hastaların genel durumunu iyileştiren kobra zehirine dayalı müstahzarlar oluşturulmuştur.

Yılan zehirine olan ihtiyaç yıldan yıla artmakta ve ülkemizin bir çok bölgesinde oluşturulan yılan fidanlıkları halen bu ihtiyacı karşılayamamaktadır. Bu nedenle, zehirli yılanları doğal koşullarda korumaya ve esaret altında üremelerini sağlamaya ihtiyaç vardır.

Unutulmamalıdır ki, tecrübesiz kişilerin elinde, yılan zehiri sağlığı koruma mücadelesinde müttefik değil, tehlikeli bir düşman haline gelir ve ciddi zehirlenmelere neden olabilir. Theophrastus Paracelsus, terapötik bir maddenin dozunu doğru seçme ihtiyacından bahsetti ve “... her şey zehirdir, hiçbir şey zehirden yoksun değildir ve her şey bir ilaçtır. Tek bir doz, bir maddeyi zehir veya ilaç yapar." Ünlü bilim adamının bu sözü günümüzde anlamını kaybetmedi ve yılan zehirlerini kullanarak hastalar, ilgili doktorun talimatlarına kesinlikle uymakla yükümlüdür.

Yılan zehirlerinin birçok memeli türü için tehlikeli olduğu bilinmektedir. Ancak daha düşük organize hayvanlar arasında, özellikle böcekler arasında, yılan zehirinin etkisine duyarlı olmayan türler bilinmektedir, bu da onları panzehir olarak kullanmayı mümkün kılar.

Zehirlerin kimyasal yapısının özelliklerini ve etki mekanizmalarını kapsayan bir dizi konuyu özetlersek, doğanın - bu en yetenekli deneycinin - araştırmacılara yapı ve işleyişin temel konularını incelemek için benzersiz araçlar verdiğini söylemeden geçemeyiz. yaşayan bir hücreden.

Zootoksinler, biyomoleküllerdeki yapı ve fonksiyon arasındaki ilişkiyi ele almak için moleküler biyoloji için mükemmel modellerdir.

bibliyografya

1. Orlov BN "SSCB'nin zehirli hayvanları ve bitkileri". M.: Yüksek okul, 1990. - 272 s.

GI Oxendendler "Zehirler ve Panzehirler" L.: Nauka, 1982. - 192 s.

E. Dunaev, I. Kaurov “Sürüngenler. Amfibiler ". M.: Astrel, 2010. - 180'ler.

B.S. Tuniev, N.L. Orlov "Kafkasya Yılanları". M.: Bilimsel yayın ortaklığı KMK, 2009. - 223p.

www.floranimal.ru

Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed