Токсические полипептиды.

Это вещества, как правило, низкой молекулярной массы, не обладающие ферментной активностью. Присутствуют в ядах всех змей и во многих случаях  определяют общий токсический эффект действия яда. Серьезные деструктивные изменения тканей - также частично связаны с действием именно этих специфических токсинов, а не протеаз, как считалось ранее. Например, токсический  пептид из яда Crotalus viridis helleri действует  непосредственно на эндотелий капилляров, не обладая при этом ферментной активностью. Ферменты яда обычно не действуют на мембрану сосуда, а вызывают изменения эритроцитов, тромбоцитов и гемолиз. В последнее время стараются избегать грубого деления ядов змей на «нейротоксические», «гемотоксические», «кардиотоксические» и т.д., поскольку доминирующие симптомы отравления могут быть очень разными в близких систематических группах змей, что вызывает путаницу и может повлечь ошибку при лечении укуса (например, см. о ядах кобр рода Naja). Безусловно яды змей обладают комплексным действием на различные системы органов (прямым и непрямым), а не только, например, на нервную систему или красную кровь. Во многих случаях яд содержит несколько «основных» токсических полипептидов, определяющих клиническую картину отравления. С другой стороны, во многих случаях  пептиды именно этого рода могут вызывать целый спектр патологических состояний в различных органах, действуя по одному механизму.

 

            Для примера перечислим здесь патофизиологические реакции, связанные с действием «кардиотоксина» из яда китайской кобры, Naja atra:

 

    блок нейромускульной передачи

    блок аксонального проведения

    деполяризация мембраны

    антихолинэстеразная активность

    локальные тканевые реакции

    гемолиз

    контрактура скелетных мышц

    спазм гладких мышц

    остановка сердца

 

            Токсические полипептиды выделены и охарактеризованы экспериментально из многих змеиных ядов. Обычно LD₅₀ таких компонентов выше, чем LD₅₀ цельного яда. В некоторых случаях токсические компоненты могут зависеть от возраста змей, от экологических условий, от видовой или даже популяционной принадлежности змей. В таких случаях клиническая картина отравления при укусах змеями одного и того же вида может сильно варьировать.

 

                                    

Действие змеиных ядов на свертывающую систему крови.

                                                     Прокоагулянтная активность.

Отдельные компоненты ядов, обладающие сильным коагулирующим эффектом in vitro, выделены из ядов многих змей, относящихся ко всем 5 семействам, включая колюбрид. Однако, механизм действия таких прокоагулянтов сильно отличается и не всегда имеет систематическую «привязанность». Выявлено шесть участков в каскаде свертывания крови, на которые влияют змеиные яды. Большинство таких прокоагулянтов действуют как специфические протеазы, влияя (активируя) непосредственно на определенные факторы свертывания. В ядах в достаточном количестве могут содержаться протеазы «широкого спектра», обладающие неспецифическим действием на факторы свертывания и фибрин, и определяющие общее действие цельного яда, как коагулирующее, антикоагулирующее и фибринолитическое. Например, в одном и том же яде специфически действующие протеазы могут активировать факторы IX и X, вызывая коагуляцию, другие, неспецифические компоненты того же яда могут активировать фактор V, переводить плазминоген в плазмин, активировать  фактор VIII и, тем самым, вызывать пролонгированный протеолитический эффект: приводящий в итоге к деградации фактора VIII и дефекту коагуляции. В таких случаях яд в высокой концентрации будет действовать как прокоагулянт, в более низкой - как сильный антикоагулянт.

 

            Даже зная основные протеазные компоненты яда и их активность in vitro, сложно предсказать конечный эффект, который вызовет нативный яд при укусе. Совокупное действие яда может зависеть от вида, пола, возраста змеи и различаться  у особей из отдельных популяций. Например, яд молодых Crotalus atrox обладает прямым фибриногенолитическим действием. В процессе роста змей фермент, способный сворачивать раствор фибриногена исчезает из яда. В связи с этим клиника отравления при укусах техасских гремучников разного размера сильно варьирует. Существуют и популяционные различия в действии ядов одного вида змей.

            Большинство змеиных ядов, имеющих сильные прокоагулянты, действующие на фактор Х или тромбиноподобно, обладает параллельной фибринолитической активностью и вызывают in vivo антикоагулянтный эффект. Также некоторые яды могут иметь несколько компонентов, действующих по разному механизму, но в одном направлении. Например, яд Bothrops jararaca имеет в своем составе и активатор фактора Х, и тромбиноподобные ферменты.

                                                     Активатор фактора Х.

          Ферменты  этого типа, действующие как прокоагулянты, описаны из ядов Vipera russellii, Vipera aspis и некоторых других  азиатских и африканских гадюк. В ядах кроталид такие ферменты содержатся в минимальных количествах. Исключение составаляют  яды Crotalus viridis helleri и черной мамбы, Dendroaspis polylepis, содержание в которых ферментов данного типа весьма значительно.

                                                         Активатор фактора IX.

            Выделен из яда Vipera russeli.

                                                         Активатор фактора V.

            Выделен в очищенном виде из ядов V.russellii и V. aspis. 

Прямой активатор протромбина. 

            Присутствует в ядах аспидовых змей, настоящих гадюк и колюбрид. Отсутствует  в ядах кроталид. Типичный пример - влияние на кровь яда эфы, E.carinatus, который обладает тромбопластиноподобным действием. Однако, параллельное фибринолитическое действие яда определяет общий эффект отравления - как сильное нарушение коагуляции. У большинства змей фермент, переводящий протромбин в тромбин, относится к группе металлопротеаз. Физиологический активатор протромбина (фактор Xa) является сериновой протеазой, то есть отличается от других протеаз змеиных ядов.

 

            Наиболее сильнодействующие ферменты этой группы выделены из яда австралийского тайпана, Oxyuranus scutellatus, яд которого in vitro переводит протромбин в тромбин с максимальной скоростью и в отсутствии любых других факторов свертывания.  Сходный фермент, по-видимому, определяет токсический эффект при укусе бумсланга , Dispholidus typus.           

            Активатор протромбина, нуждающийся в факторе V. 

            Компонент яда тигровой змеи, N. scutatus, определяющий прокоагулянтную активность ее яда. 

Тромбиноподобные ферменты. 

            Значительные количества таких ферментов содержатся в ядах кроталид и виперид, практически отсутствуют в ядах аспидов и морских змей. В экспериментах in vitro яды таких змей действуют как прокоагулянты, при нативном укусе in vivo общее действие яда вызывает антикоагулирующий эффект в связи с фибринолитическим действием. Выделены в чистом виде из ядов Crotalus adamanteus, Cr. h. horridus, Agkistrodon rhodostoma, A. c. contortrix, Deinagkistrodon acutus, Bothrops atrox, B. morajoensis, B. moojeni, Trimeresurus gramineus, T. okinavensis и Bitis gabonica. Относятся к группе сериновых эстераз. Не ингибируются ферментами, действующими на физиологический тромбин (гепарин, гирудин, тразилол). Использование ингибиторов тромбина в клинической практике при укусах такими змеями противопоказано. Фермент из яда B. gabonica, по-видимому,  активирует также фактор XIII. Очищенные ферменты этой группы широко используются в медицинской практике (для терапии тромбин-дефицитных состояний, лечения тромбозов в комбинации с другими препаратами, лечения фибринозных осложнений посредством извлечения фибриногена с помощью яда и т.д., например, “Анкрод”), для извлечения некоторых факторов свертывания, для определения тромбинового времени, в тест-системах свертывания.

                                              Антикоагулянтная активность ядов.

               Практически не удается разделить яды на “прокоагулянты” и “антикоагулянты”. Как правило, имеются оба варианта, действующих параллельно; при этом клиническая картина может сильно варьировать.

               Антикоагулянтную активность различных змеиных ядов можно условно разделить на 4 группы, в зависимости от механизма действия.

 

1)   Ингибирование одного или нескольких факторов свертывания, или препятствие их активации другим фактором (“запирание” механизма коагуляции на уровне фактора или на уровне взаимодействия двух факторов). Такой механизм действия характерен для ядов некоторых кроталид. В чистом виде ферменты, работающие по этому типу, выделены и описаны из ядов Trimeresurus gramineus и Deinagkistrodon acutus. Фермент препятствует  активации протромбина, “запирая” механизм его взаимодействия с другими факторами свертывания. При этом  яд не вызывает деградации фибриногена, фибринолиза, инактивации тромбина и не оказывает влияние на взаимодействие тромбин-фибриноген.  При лабораторных обследованиях в этом случае регистрируется увеличение времени свертывания цельной крови, увеличение одностадийного протромбинового времени.

2)   Фибринолитическое или фибриногенолитическое действие яда, вследствие прямого влияния на фибрин или фибриноген. Таким свойством обладает большинство ядов, содержащих тромбин-подобные коагулянты. Такой яд характерен для гадюк. Выделен в чистом виде у Vipera russellii, V. aspis; предполагается для яда V.berus. Яд Bitis gabonica работает по такому механизму. Яд B. аrietans, помимо прямого действия, влияет на другие факторы и вызывает аггрегацию тромбоцитов.

3)   Активация фибринолитического механизма с помощью прямого воздействия на плазминоген или на плазменные активаторы плазминогена. Яд Bitis nasicornis, в отличие от яда B. gabonica, воздействует непосредственно на плазминоген. Яд Echis coloratus и Cerastes cerastes, по-видимому, вызывают фибриногенолитический эффект, стимулируя плазменные факторы. Антикоагулянтный эффект ядов аспидов также не связан с прямым действием на фибриноген. Яд черношейной плюющей кобры, Naja nigricollis, влияет, по-видимому, на тромбопластин in vivo, но не вызывает сильных клинических сдвигов. Лишь при лабораторных исследованиях отмечают увеличение времени свертывания цельной крови, одностадийного протромбинового  и тромбинового времени. По сравнению с ядами большинства других змей, яд африканских плюющих кобр обладает обратным антифибринолитическим действием, вызывая пролонгацию лизиса сгустка.

4)   Действие фосфолипаз ядов некоторых аспидов на липиды, необходимые для нормальной коагуляции. Такой механизм известен для ядов африканских неплюющих кобр, ядов некоторых Micrurus. Яды африканских мамб вызывают деградацию тромбина и тромбопластина и связывание протромбина. Механизм этого действия не совсем ясен. По-видимому, кроме фосфолипазного действия, осуществляется протеазная активность в отношении других факторов свертывания.

 

            В целом яды Crotalus, Bothrops и Agkistrodon обладают фибринолитическим действием, активируя плазминоген, яды аспидов - фибриногенолитическим. Яды гадюк, в основном, работают по двум параллельным механизмам, во-первых, действуя непосредственно на фибриноген своими тромбиноподобными ферментами и, во-вторых, активируя плазминоген.  В таких случаях яды вызывают ДВС-синдром в крупных сосудах; дефибринацию, несвертывающуюся кровь и геморрагию на периферии.