Węże to podstępne zwierzęta. Wiele gatunków dysponuje potężną bronią – jadem – którą mogą dosłownie w ułamku sekundy powalić ofiarę. Także człowieka. Co niezwykłego jest w jadzie węży?
Jad węża jest trującym, zazwyczaj żółtym płynem, przechowywanym w zmodyfikowanych gruczołach ślinowych. Istnieją setki gatunków węży, które jadu używają jako głównej broni. Okazuje się jednak, że jad węża może także znaleźć zastosowanie w medycynie.
Co jest w jadzie węża?
Jad węża to kombinacja różnych białek, enzymów i innych związków drobnocząsteczkowych. To białka odpowiadają za większość szkodliwych skutków działania jadu, a enzymy przyspieszają działanie tych pierwszych. Enzymy są przydatne w rozpadzie węglowodanów, białek, fosfolipidów i nukleotydów. Obniżają także ciśnienie krwi i niszczą czerwone krwinki.
Dodatkowym składnikiem jadu węża jest toksyna polipeptydowa. Polipeptydy to łańcuchy składające się z do 50 aminokwasów. Jad jadowi nierówny – niektóre składniki są u wszystkich jadowitych gatunków, podczas gdy inne występują tylko w określonych grupach.
Węże wstrzykują ofiarom niewielkie ilości jadu – tylko tyle, ile jest konieczne do unieruchomienia ofiary lub ochrony przed drapieżnikiem. Później następuje kaskada wydarzeń – jad zazwyczaj prowadzi do rozkładu tkanek (nekrozy), paraliżu, krwotoków wewnętrznych i śmierci zwierzęcia. Ale aby jad zadziałał, musi zostać wprowadzony do tkanek lub krwiobiegu ofiary. Rzadko zdarza się, że wąż nie wkłuje się wystarczająco głęboko w ciało ofiary, co zwiększa jej szanse na przeżycie.
Trzy grupy jadów
Jady zostały podzielona na trzy główne grupy: cytotoksyny, neurotoksyny i hemotoksyny.
Cytotoksyny to substancje trujące, które niszczą komórki. Cytotoksyny prowadzą do śmierci większości lub wszystkich komórek w tkance lub organie, co jest stanem znanym jako martwica (nekroza). Cytotoksyny pomagają częściowo strawić ofiarę, zanim zostanie ona zjedzona przez węża. Trucizny te są zwykle specyficzne dla komórek, na które oddziałują. Kardiotoksyny działają na komórki serca, miotoksyny uszkadzają komórki mięśniowe, a nefrotoksyny zaburzają działanie nerek.
Wiele gatunków jadowitych węży dysponuje kombinacją kilku cytotoksyn, a niektóre mogą jednocześnie produkować także neuro- i hemotoksyny. Kluczową informacją dotyczącą cytotoksyn jest to, że powodują martwicę tkanek, zwykle w miejscu ukąszenia.
Neurotoksyny to substancje chemiczne, które paraliżują układ nerwowy. Działają one poprzez zakłócanie sygnałów chemicznych (neuroprzekaźników) przesyłanych między neuronami. Neurotoksyny mogą również ograniczać produkcję neuroprzekaźników lub blokować miejsca ich odbioru.
Inne toksyny mogą blokować kanały wapniowe i kanały potasowe, które są ważne dla przewodnictwa nerwowego. Neurotoksyny mogą także wywoływać paraliż mięśni, często prowadzący do śmierci (np. w przypadku paraliżu mięśni oddechowych). Węże z rodziny Elapidae, do których zalicza się kobry, mamby, żmije zygzakowate i węże koralowe, zwykle produkują neurotoksyny.
Przykłady wężowych neurotoksyn:
- kalcyseptyna – zakłóca przepływ impulsów nerwowych poprzez blokowanie kanałów wapniowych, występuje u mamb;
- kobrotoksyna – blokuje receptory nikotynowe i powoduje paraliż, występuje u kobr;
- kalcyludyna – podobnie jak kalcyseptyna, blokuje kanały wapniowe, występuje u mamby pospolitej;
- fascykulina-I – hamuje funkcję acetylocholinesterazy, co powoduje niekontrolowane ruchy mięśni, drgawki i porażenie oddechowe, również występuje u mamby pospolitej;
- kalliotoksyna – celuje w kanały sodowe i zapobiega ich zamykaniu, co powoduje paraliż całego organizmu, występuje u niebieskiego węża koralowego.
Hemotoksyny są truciznami krwi, które mają działanie cytotoksyczne, a także zaburzają prawidłowe procesy krzepnięcia krwi. Substancje te powodują rozrywanie czerwonych krwinek (erytrocytów), zakłócając działanie czynników krzepnięcia krwi oraz powodując śmierć tkanek. Rozpad erytrocytów i niezdolność do krzepnięcia krwi powodują poważne krwotoki wewnętrzne. Nagromadzenie się martwych czerwonych krwinek może także zaburzać prawidłowe działanie nerek.
Warto wspomnieć, że istnieją hemotoksyny, które nie hamują krzepnięcia krwi, a powodują się zbrylanie płytek krwi i innych krwinek. Powstałe w ten sposób skrzepy blokują krążenie i mogą prowadzić do niewydolności serca. Hemotoksyny powodują gady z rodziny Viperidae, w tym wszystkie żmije.
Jad węża w medycynie
Z jadu węży pozyskuje się antytoksynę (nazywaną potocznie surowicą), która jest stosowana do neutralizacji toksyn. Z biologicznego punktu widzenia, antytoksyna zawiera swoiste przeciwciała skierowane przeciwko substancjom wytwarzanym przez niektóre patogeny i jadowite węże. W naszym kraju w Urzędowym Wykazie Produktów Leczniczych widnieje m.in. antytoksyna jadu żmij, jedyna skierowana przeciwko jadowitemu gatunkowi węża. W innych krajach, różnego rodzaju antytoksyn są dziesiątki, a nawet setki (np. w Australii).
To nie wszystko. Jady węży stosuje się także w walce z chorobami człowieka, choć to głównie terapie eksperymentalne. Wykazano skuteczność jadów węży w niwelowaniu skutków udaru mózgu, a nawet osłabianie demencji. Właściwości przeciwzakrzepowe hemotoksyn wykorzystano w leczeniu nadciśnienia tętniczego i zawału serca. Dobrym przykładem jest tu Captopril, lek oparty na jadzie żmii brazylijskiej, stosowany w leczeniu nadciśnienia tętniczego. Inne preparaty oparte na wężowych toksynach to Eptifibatyd (grzechotnik) czy tirofiban (żmija afrykańska). Jady są również wykorzystywane do produkcji leków przeciwbólowych nowej generacji.
