В арсенале змеиных ядов одним из наиболее изученных и биологически активных компонентов является фермент фосфолипаза А2 (PLA2). Исторически, именно из змеиного яда этот фермент был впервые выделен и детально охарактеризован, что подчеркнуло его фундаментальную роль в токсикологии. PLA2 - это высокоспециализированный фермент, способный катализировать гидролиз (расщепление с участием воды) фосфолипидов в положениях sn-2 глицерофосфолипидов. В результате этой реакции высвобождаются свободные жирные кислоты, такие как арахидоновая кислота, и лизофосфолипиды.
Механизм действия PLA2 заключается в прямом повреждении клеточных мембран, поскольку фосфолипиды являются их основными структурными элементами.
Разрушение целостности мембран приводит к нарушению функций клетки и её гибели. Последствия такого воздействия разнообразны. Некоторые изоформы PLA2, известные как бета-нейротоксины, поражают пресинаптические нервные окончания, нарушая высвобождение нейротрансмиттеров и приводя к параличу. Другие изоформы вызывают некроз (отмирание) мышечных волокон, приводя к серьезным повреждениям тканей. Высвобожденная арахидоновая кислота служит предшественником для биосинтеза мощных медиаторов воспаления, таких как простагландины и лейкотриены, что усугубляет местные и системные патологические процессы, включая отек, боль и гипотензию.
PLA2 является ключевым фактором в патогенезе змеиных укусов, вызывая широкий спектр локальных и системных повреждений.
Карл Патерсон Шмидт и яд бумсланга
История изучения змеиных ядов изобилует примерами смелости и трагедии, одной из которых является судьба выдающегося американского герпетолога Карла Патерсона Шмидта (Karl Patterson Schmidt).
Герпетология — это раздел зоологии, который занимается изучением рептилий и земноводных, а также болезней, которыми они болеют.
Известный своей преданностью науке и глубоким знанием рептилий, Шмидт вел подробные записи о змеях. В 1957 году, при изучении нового экземпляра африканской древесной змеи бумсланга (Dispholidus typus), он был укушен за большой палец. Укус был несильным, и Шмидт, исходя из своего обширного опыта, решил документировать развитие симптомов яда на себе, ведя детальный дневник.
Однако бумсланг обладает крайне опасным ядом, который, в отличие от многих других, не вызывает немедленной сильной боли или отека, что может ввести в заблуждение относительно его тяжести. Яд бумсланга характеризуется выраженной гемолитической токсичностью и мощным коагулопатическим действием. Это означает, что он содержит факторы, которые активируют свертывающую систему крови, истощая факторы свертывания, и ферменты, способствующие разрушению эритроцитов. В результате у пострадавшего развивается синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови (ДВС-синдром), приводящий к обширным внутренним и внешним кровотечениям. В дневнике Шмидта были зафиксированы такие симптомы, как тошнота, озноб, кровотечения из десен и носа, а затем и из желудочно-кишечного тракта. Через 24 часа после укуса Карл Патерсон Шмидт скончался от обширного внутреннего кровоизлияния, что стало трагическим подтверждением смертоносности яда бумсланга.
Если человек не получит противоядие, начинается обширное кровотечение, в результате которого у жертвы идет кровь из десен, носа, глаз и других отверстий. Иногда тело жертвы синеет из-за внутреннего кровотечения. Этот процесс может быть чрезвычайно медленным: иногда требуется до 5 дней, прежде чем жертва умрет от внутреннего кровотечения.
Остров змей
Кеймада-Гранди более известный как змеиный остров, располагается у побережья Бразилии. На острове обитают сотни ядовитых змей. Плотность популяции змей на острове достигает от одной до пяти особей на квадратный метр.
Остров является домом для одной из самых ядовитых змей в мире - островного ботропса, или золотого копьеголового змея.
Остров когда-то был частью материковой Бразилии. Примерно 10-12 тысяч лет назад, по окончании последнего ледникового периода, уровень мирового океана начал значительно повышаться. В результате этого повышения море затопило низменные участки суши, отделив возвышенность, на которой сейчас находится остров, от материка.
Змеи, которые обитали на этом участке суши, оказались изолированы на новообразованном острове. Они не мигрировали туда активно, а были "заперты" на нем. Эта изоляция привела к тому, что популяция островного ботропса эволюционировала независимо от своих материковых сородичей. В условиях отсутствия наземных хищников и ограниченности добычи (основной пищей стали мигрирующие птицы, останавливающиеся на острове), яд этих змей стал чрезвычайно мощным и быстродействующим, чтобы максимально эффективно парализовать и убивать птиц до того, как они смогут улететь.
Яд островного ботропса, как и яды других представителей рода Bothrops, чрезвычайно мощный и содержит комплекс токсинов, включая PLA2, металлопротеиназы и другие геморрагины, которые вызывают сильные некротические, геморрагические и гемолитические эффекты.
Змеи на Змеином острове находятся под строгой охраной, но их незаконно отлавливают и продают ученым и коллекционерам. Браконьерам готовы платить за них от 10 000 до 30 000 долларов США.
В условиях высокой плотности популяции и ограниченных пищевых ресурсов, каннибализм становится одним из механизмов, регулирующих численность популяции и обеспечивающих выживание. Молодые змеи, а иногда и взрослые особи, могут стать жертвами более крупных сородичей. Это явление наблюдалось и задокументировано в исследованиях, посвященных экологии и поведению змей на Змеином острове. Каннибализм помогает сократить конкуренцию за пищу и территорию, а также является дополнительным источником энергии для выживших особей.
Змеиный остров строго запрещен к посещению из-за чрезвычайной опасности, которую представляют тысячи ядовитых змей.