حياة

كيف الثعابين السم العمل؟

كيف الثعابين السم العمل؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

سم الأفعى هو السائل السام الأصفر المخزن في الغدد اللعابية المعدلة للثعابين السامة. هناك المئات من أنواع الثعابين السامة التي تعتمد على السم التي تنتجها لإضعاف وتجميد فرائسها. يتكون السم من مزيج من البروتينات والإنزيمات والمواد الجزيئية الأخرى. تعمل هذه المواد السامة على تدمير الخلايا ، وتعطيل النبضات العصبية ، أو كليهما. الثعابين تستخدم سمها بحذر ، عن طريق ضخ كميات كافية لتعطيل الفريسة أو للدفاع ضد الحيوانات المفترسة. تعمل سم الأفعى عن طريق تحطيم الخلايا والأنسجة ، مما قد يؤدي إلى حدوث شلل ونزيف داخلي وموت ضحية لدغة الثعبان. لكي تصبح السم فعالة ، يجب حقنها في الأنسجة أو دخول مجرى الدم. في حين أن سم الأفعى سام ومميت ، يستخدم الباحثون أيضًا مكونات سم الأفعى لتطوير عقاقير لعلاج الأمراض التي تصيب الإنسان.

ماذا يوجد في ثعبان السم؟

Brasil2 / E + / غيتي إيماجز

سم الأفعى هو إفرازات السوائل من الغدد اللعابية المعدلة من الثعابين السامة. تعتمد الثعابين على السم لتعطيل الفريسة وتساعد في عملية الهضم.

المكون الرئيسي لسم الثعبان هو البروتين. هذه البروتينات السامة هي سبب معظم الآثار الضارة لسم الثعابين. كما أنه يحتوي على إنزيمات ، والتي تساعد على تسريع التفاعلات الكيميائية التي تكسر الروابط الكيميائية بين الجزيئات الكبيرة. تساعد هذه الإنزيمات في تحطيم الكربوهيدرات والبروتينات والفوسفوليبيد والنيوكليوتيدات في الفرائس. تعمل الإنزيمات السامة أيضًا على خفض ضغط الدم وتدمير خلايا الدم الحمراء وتثبيط التحكم في العضلات.

عنصر إضافي من سم الأفعى هو توكسين الببتيد. البوليبتيدات هي سلاسل من الأحماض الأمينية ، تتكون من 50 أو أقل من الأحماض الأمينية. تفسد سموم الببتيد وظائف الخلايا التي تؤدي إلى موت الخلايا. توجد بعض المكونات السامة لسم الثعبان في جميع أنواع الثعابين السامة ، بينما توجد مكونات أخرى فقط في أنواع محددة.

ثلاثة أنواع رئيسية من سم الأفعى: السموم الخلوية والسموم العصبية والهيموتوكسين

صور روبرت بيكيت / غيتي

على الرغم من أن سم الثعابين يتكون من مجموعة معقدة من السموم والإنزيمات والمواد غير السامة ، فقد تم تصنيفها تاريخيا إلى ثلاثة أنواع رئيسية: السموم الخلوية ، والسموم العصبية ، والسموم الدموية. تؤثر الأنواع الأخرى من سموم الثعابين على أنواع معينة من الخلايا وتشمل السموم القلبية والسموم الفطرية والسموم الكلية.

Cytotoxins هي المواد السامة التي تدمر خلايا الجسم. تؤدي السموم الخلوية إلى موت معظم أو كل الخلايا في نسيج أو عضو ، وهي حالة تعرف باسمالتنخر. قد تواجه بعض الأنسجة نخرًا تسييلًا يكون فيه النسيج مسالًا جزئيًا أو كليًا. تساعد السموم الخلوية على هضم الفريسة جزئيًا حتى قبل تناولها. السموم الخلوية عادة ما تكون خاصة بنوع الخلية التي تؤثر عليهم. السموم القلبية هي سموم خلوية تتلف خلايا القلب. السموم الفطرية تستهدف وتحل خلايا العضلات. السموم الكلوية تدمر خلايا الكلى. تحتوي العديد من أنواع الثعابين السامة على مزيج من السموم الخلوية وبعضها قد ينتج أيضًا سموم عصبية أو سموم دموية. السموم الخلوية تدمر الخلايا عن طريق إتلاف غشاء الخلية وتحفيز تحلل الخلايا. كما أنها قد تتسبب في موت الخلايا أو موت الخلايا المبرمج. يحدث معظم تلف الأنسجة الملحوظ الناجم عن السموم الخلوية في موقع اللدغة.

أعصاب هي المواد الكيميائية السامة للجهاز العصبي. تعمل السموم العصبية عن طريق تعطيل الإشارات الكيميائية (الناقلات العصبية) المرسلة بين الخلايا العصبية. قد تقلل من إنتاج الناقل العصبي أو تحجب مواقع استقبال الناقلات العصبية. تعمل السموم العصبية الأفعى الأخرى عن طريق منع قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي وقنوات البوتاسيوم ذات الجهد الكهربائي. هذه القنوات مهمة لنقل الإشارات على طول الخلايا العصبية. السموم العصبية تسبب شلل العضلات مما قد يؤدي أيضا إلى صعوبة في التنفس والموت. ثعابين الأسرة العرابيد عادة ما تنتج السم السمية العصبية. هذه الثعابين لها أنياب صغيرة منتصبة وتشمل الكوبرا والمامبا والثعابين البحرية والموتون الثعابين والثعابين المرجانية.

من أمثلة السموم العصبية الأفعى ما يلي:

  • Calciseptine: هذا السم العصبي يعطل انتقال النبض العصبي عن طريق منع قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي. بلاك مامباس استخدم هذا النوع من السم.
  • Cobrotoxin، من إنتاج الكوبراوكتل مستقبلات النيكوتين الأسيتيل كولين مما يؤدي إلى الشلل.
  • Calcicludine: مثل الكالسيبتين ، فإن هذا السم العصبي يحجب قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي مما يعطل إشارات الأعصاب. وجدت فيمامبا الخضراء الشرقية.
  • Fasciculin-I، وجدت أيضا فيمامبا الخضراء الشرقية، ويمنع وظيفة أستيل كولينستريز مما يؤدي إلى حركة العضلات لا يمكن السيطرة عليها ، والتشنجات ، وشلل التنفس.
  • Calliotoxin، من إنتاج ثعبان المرجان الازرقيستهدف قنوات الصوديوم ويمنعها من الإغلاق ، مما يؤدي إلى شلل كامل الجسم.

Hemotoxins هي سموم الدم التي لها آثار السامة للخلايا وأيضا تعطل عمليات تخثر الدم الطبيعية. هذه المواد تعمل عن طريق فتح خلايا الدم الحمراء لفتح ، عن طريق التدخل في عوامل تخثر الدم ، والتسبب في موت الأنسجة وتلف الأعضاء. تدمير خلايا الدم الحمراء وعدم قدرة الدم على التجلط يسبب نزيف داخلي خطير. يمكن لتراكم خلايا الدم الحمراء الميتة أيضًا تعطيل وظيفة الكلى المناسبة. بينما تمنع بعض الهيموتوكسينات تخثر الدم ، فإن بعضها الآخر يتسبب في تراكم الصفائح الدموية وغيرها من خلايا الدم. الجلطات الناتجة تسد الدورة الدموية عبر الأوعية الدموية ويمكن أن تؤدي إلى فشل القلب. ثعابين الأسرةالأفعويات، بما في ذلك الأفاعي والأفاعي حفرة ، وتنتج السموم.

ثعبان السم التسليم ونظام الحقن

OIST / Flickr / CC BY-SA 2.0

معظم الثعابين السامة حقن السم في فرائسها مع الأنياب بهم. الأنياب فعالة للغاية في إيصال السم لأنها تخترق الأنسجة وتسمح للسم بالتدفق إلى الجرح. بعض الثعابين هي أيضا قادرة على البصق أو إخراج السم كآلية دفاع. تحتوي أنظمة حقن السم على أربعة مكونات رئيسية: غدد السم والعضلات والقنوات والأنياب.

  • غدد السم: توجد هذه الغدد المتخصصة في الرأس وتعمل كمواقع إنتاج وتخزين للسم.
  • العضلات: تساعد عضلات رأس الأفعى بالقرب من غدد السم في الضغط على السم من الغدد.
  • القنوات: توفر القنوات طريقًا لنقل السم من الغدد إلى الأنياب.
  • الأنياب: هذه الهياكل هي أسنان معدلة ذات قنوات تسمح بالحقن بالسم.

ثعابين الأسرة الأفعويات لديك نظام حقن تم تطويره للغاية. يتم إنتاج السم بشكل مستمر وتخزينه في الغدد السم. قبل أن يعض الأفاعي فرائسهم ، فإنهم ينصبون الأنياب الأمامية. بعد اللدغة ، تجبر العضلات المحيطة بالغدد بعض السم من خلال القنوات وفي قنوات الأنياب المغلقة. يتم تنظيم كمية السم التي يتم حقنها بواسطة الثعبان ويعتمد على حجم الفريسة. عادةً ما يطلق الأفاعي فرائسهم بعد حقن السم. ينتظر الأفعى أن تسري هذه السموم وتثني الفريسة قبل أن تستهلك الحيوان.

ثعابين الأسرة العرابيد (على سبيل المثال ، الكوبرا ، المامباس ، والأضافات) لديها نظام مماثل للتسليم وحقن السموم مثل الأفاعي. على عكس الأفاعي ، لا تحتوي elapids على الأنياب الأمامية المتحركة. الأفعى الموت هو الاستثناء لهذا بين elapids. معظم elapids لها أنياب قصيرة ، صغيرة ، تظل ثابتة. بعد عض فرائسها ، تحافظ المشابك عادةً على قبضها ومضغها لضمان الاختراق الأمثل للسم.

ثعابين سامة للعائلة الأحناش لديك قناة واحدة مفتوحة على كل فانغ والتي بمثابة ممر للسم. عادةً ما تكون الأورام الحميدة السامّة لها الأنياب الخلفية الثابتة وتمضغ فرائسها أثناء حقن السم. سم Colubrid يميل إلى أن يكون له آثار أقل ضررا على البشر من سم elapids أو الأفاعي. ومع ذلك ، فقد أسفرت السم من الأذرع والأفعى الغزيرة عن وفيات بشرية.

يمكن الأفعى السم الأضرار الأفاعي؟

الحدائق الوطنية التايلاندية / فليكر / CC BY-SA 2.0

بما أن بعض الثعابين تستخدم السم لقتل فريستها ، فلماذا لا يصاب الثعبان عندما يأكل الحيوان المسموم؟ لا تتضرر الثعابين السامة من السم المستخدم لقتل فرائسها لأن المكون الرئيسي لسم الثعبان هو البروتين. يجب حقن السموم التي تحتوي على البروتين أو امتصاصها في أنسجة الجسم أو مجرى الدم لتكون فعالة. إن تناول سم الثعبان أو بلعه ليس ضارًا لأن السموم التي تحتوي على البروتين تتفكك بواسطة أحماض المعدة والإنزيمات الهاضمة إلى مكوناتها الأساسية. هذا يحيد سموم البروتين ويفككها في الأحماض الأمينية. ومع ذلك ، إذا دخلت السموم الدورة الدموية ، فقد تكون النتائج قاتلة.

الأفاعي السامة لديها العديد من الضمانات لمساعدتها على البقاء في مأمن من السم أو أقل عرضة لسمومها. يتم وضع غدد سم الثعبان وهيكلتها بطريقة تمنع السم من التدفق مرة أخرى إلى جسم الثعبان. تحتوي الأفاعي السامة أيضًا على أجسام مضادة أو سموم لسمومها للحماية من التعرض ، على سبيل المثال ، إذا تم عضها بواسطة ثعبان آخر من نفس النوع.

اكتشف الباحثون أيضًا أن الكوبرا قد عدّلت مستقبلات الأسيتيل كولين في عضلاتهم ، مما يمنع السموم العصبية الخاصة بهم من الارتباط بهذه المستقبلات. وبدون هذه المستقبلات المعدلة ، سيكون السم العصبي الأفعى قادرًا على الارتباط بالمستقبلات الناتجة عن الشلل والموت. مستقبلات الأسيتيل كولين المعدلة هي مفتاح السبب في كون الكوبرا محصنة من سم الكوبرا. في حين أن الثعابين السامة قد لا تكون عرضة لسمومها ، فإنها عرضة لسم الثعابين السامة الأخرى.

سم ثعبان وطب

OIST / Flickr / CC BY-SA 2.0

بالإضافة إلى تطوير مضادات للسموم، أصبحت دراسة سم الثعابين وأفعالها البيولوجية مهمة بشكل متزايد لاكتشاف طرق جديدة لمكافحة الأمراض التي تصيب الإنسان. بعض هذه الأمراض تشمل السكتة الدماغية ومرض الزهايمر والسرطان واضطرابات القلب. نظرًا لأن سموم الثعابين تستهدف خلايا معينة ، يبحث الباحثون في الطرق التي تعمل بها هذه السموم على تطوير عقاقير قادرة على استهداف خلايا معينة. وقد ساعد تحليل مكونات سم الأفعى في تطوير مسكنات الألم أكثر قوة وكذلك سيولة الدم أكثر فعالية.

استخدم الباحثون خصائص مكافحة التخثر hemotoxins لتطوير الأدوية لعلاج ارتفاع ضغط الدم ، واضطرابات الدم ، والنوبات القلبية. أعصاب تم استخدامها في تطوير الأدوية لعلاج أمراض الدماغ والسكتة الدماغية.

أول دواء قائم على السم يتم تطويره والموافقة عليه من قبل إدارة الأغذية والعقاقير هو الكابتوبريل ، وهو مشتق من الأفعى البرازيلية ويستخدم لعلاج ارتفاع ضغط الدم. تشمل الأدوية الأخرى المستمدة من السم (eptifibatide) (أفعى الجرسية) و tirofiban (أفعى أفقية منشار أفريقي) لعلاج النوبة القلبية وألم في الصدر.

مصادر

  • أديجون ، روتيمي. "النخر ، الخلية (المسيلة ، التخثر ، الجبنة ، الدهون ، الفيبرينويد ، والغرغرينا)."StatPearls الإنترنت. ، مكتبة الولايات المتحدة الوطنية للطب ، 22 مايو 2017 ، www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK430935/.
  • تاكاكس ، زولتان. "يكتشف العالم لماذا لا يستطيع كوبرا السم قتل الكوبرا الأخرى."ناشيونال جيوغرافيك، National Geographic Society ، 20 فبراير 2004 ، news.nationalgeographic.com/news/2004/02/0220_040220_TVcobra.html.
  • أوتكين ، يوري ن. "دراسات السم الحيوانية: الفوائد الحالية والتطورات المستقبلية."المجلة العالمية للكيمياء البيولوجية 6.2 (2015): 28-33. دوى: 10.4331 / wjbc.v6.i2.28.
  • Vitt و Laurie J. و Janalee P. Caldwell. "البحث عن علم البيئة والوجبات الغذائية."الزواحف، 2009 ، ص 271-296. ، دوي: 10.1016 / b978-0-12-374346-6.00010-9.