Батрахотоксин: свойства, разновидности, носители и применение



Батрахотоксин считается сегодня сильнейшим токсином небелковой природы. Взрослого человека в течение нескольких минут способны убить всего 100 микрограмм этого вещества — примерно столько же весят две крупинки обычной поваренной соли. По силе своего действия батрахотоксин в пятнадцать раз более силён, чем яд кураре, и раз в десять токсичнее тетродотоксина.

батрахотоксин фото

Тот самый носитель батрахотоксина — очаровательный ужасный древолаз (Phyllobates terribilis)

Не удивительно, что название этого яда сегодня у многих на устах, при том, что более конкретной информацией о нём владеют в основном только химики-профессионалы.

Хозяева батрахотоксина

Самыми известными «владельцами» батрахотоксина являются крошечные, очень яркие на вид и исчезающие в дикой природе лягушки из семейства древолазов — Dendrobates. Собственно, из-за них яд и получил своё название («батрахос» в переводе с древнегреческого — лягушка).

батрахотоксин фото

Ядовитый жук-мелирида из Папуа Новой Гвинеи — производитель и носитель батрахотоксина

Однако в телах большинства представителей семейства вырабатывается не очень много яда, и смертельно опасными для человека большинство из них не является.

По-настоящему ядовитыми считаются лягушки рода листолазов — Phyllobates того же семейства. Особенно знаменит среди них листолаз ужасный — Phyllobates terribilis — маленькая, сплошь жёлтая лягушка, обитающая на небольшой территории влажного тропического леса в Колумбии. Она считается одним из самых ядовитых животных на Земле: в железах одной лягушки содержится доза, способная убить десять взрослых человек.

Кроме листолазов батрахотоксин в своём организме содержат небольшие жуки из отряда мелирид, обитающие на островах Папуа Новой Гвинеи, и три оригинальных вида птиц, обитающих всё в той же Новой Гвинее: дроздовые мухоловки питоху Pitohui, голубошапочная ифрита Ifrita kowaldi и маленький сорокопутовый дрозд Colluricincla megarhyncha.

О том, что батрахотоксин содержится в коже и перьях гвинейских птиц, стало известно относительно недавно. А ядовитые жуки вообще были открыты только в 2004 году. После их обнаружения учёные стали всё больше склоняться к мысли, что сами по себе ни птицы, ни лягушки батрахотоксин не производят, а лишь накапливают его, питаясь ядовитыми насекомыми.

батрахотоксин фото

Ядовитые птицы. Слева направо: голубошапочная ифрита Ifrita kowaldi, питоху, сорокопутовый дрозд Colluricincla megarhyncha.

Тем не менее, до сих пор это только одна из теорий…

Как в природе производится батрахотоксин?

Раньше считалось, что листолазы производят батрахотоксин в кожных железах так же, как жабы или жерлянки производят едкую, но не столь ядовитую слизь.

Первые сомнения стали терзать батрахологов (учёных, изучающих земноводных) после того, как террариумисты научились разводить листолазов в неволе. Оказалось, что в террариуме, питаясь обычной пищей террариумных животных — мучными червями и сверчками — листолазы теряют свою ядовитость.

Более того, только-только превратившиеся из головастиков в лягушат малыши тоже совсем не ядовиты. И только со временем, после нескольких месяцев жизни в тропической сельве эти лягушки становятся опасными и ужасными.

То же касается и птиц: питоху и ифриты не всегда и не на всём своём ареале являются ядовитыми. К тому же, у них в организме не были найдены железы, вырабатывающие яд.

Однако не имеет подтверждения и идея о том, что батрахотоксин просто накапливается в организме тех же птиц и лягушек, когда они активно поедают ядовитых насекомых. В частности, в местах обитания древолазов до сих пор не были найдены насекомые, содержащие в своих телах сам батрахотоксин или его предшественников.

Существует также версия о том, что батрахотоксин синтезируется в организме листолазов не железами, а специальными бактериями-симбионтами. Однако и эта теория требует своего подтверждения.

Как бы то ни было, но факт остаётся фактом: только дикие лягушки и только во взрослом возрасте становятся по-настоящему ядовитыми.

Химическая характеристика батрахотоксина

батрахотоксин фото

Так выглядят кристаллы батрахотоксина под микроскопом

Яд представляет из себя эфир 2,4-диметилпиррол-3-карбоновой кислоты с батрахотоксином А. Сам же батрахотоксин — это дериват прегнина, известного стероида, имеющий брутто-формулу С31H44N2O6 и в стандартных условиях представляющий из себя прозрачные беловатые кристаллы, нерастворимые в воде. Растворяется в полярных органических растворителях, полностью разлагается в сильно щелочной среде.

Молярная масса батрахотоксина — 540,69.

Летальная доза его LD50 для человека составляет 2-5 мкг/кг массы тела.

При подробном изучении древолазов из их кожных желез было выделено более 100 видов ядов, каждый из которых представляет собой определённую комбинацию четырёх основных веществ:

  • батрахотоксин
  • гомобатрахотоксин
  • псевдобатрахотоксин
  • батрахотоксин А

Эти же вещества найдены и у новогвинейских птиц и жуков.

Отравляющее действие яда на организм и возможные противоядия

батрахотоксин фото

Структурная формула батрахотоксина

Отравление батрахотоксином в первую очередь приводит к нарушению работы сердца. Это связано с тем, что под действием яда очень быстро полностью открываются натриевые каналы на мембране нервных и мышечных клеток. Натрий сразу покидает клетки, их электрический потенциал резко снижается и нервная ткань перестаёт проводить электрические импульсы. При этом обратного закрытия каналов не происходит, поэтому можно говорить о необратимости действия батрахотоксина.

Без нервного согласования работы мышц сердца практически мгновенно начинается экстрасистолия и фибрилляция желудочков сердца, парализуется диафрагма, останавливая дыхание, и мышцы суставов. Аритмия сердца быстро заканчивается его остановкой и гибелью организма.

При введении летальной дозы смерть наступает в течение 4-10 минут. Продолжительность этого периода зависит от введенной в организм дозы. При попадании яда через рану в кровь смерть наступает предельно быстро, при проникновении в пищеварительный тракт — чуть позже, по мере всасывания яда в желудке и кишечнике.

батрахотоксин фото

Пространственная модель молекулы батрахотоксина

При попадании на неповреждённую поверхность кожи батрахотоксин вызывает несильные пощипывания и онемение.

Экспериментами было установлено, что если смешать батрахотоксин с ядом скорпиона, токсичность смеси в 17 раз превысит токсичность самого батрахотоксина.

Противоядий от батрахотоксина на сегодняшний день не существует. Антидотами считаются тетродотоксин, вератридин, аконитин и граянотоксин, но их применение для нейтрализации батрахотоксина, попавшего в организм, недопустимо: они просто оказывают на нервную ткань жертвы прямо противоположное действие, закупоривая натриевые каналы и блокируя тем самым передачу нервных импульсов не менее эффективно, чем это делает батрахотоксин. В целом же работы по созданию противоядия к батрахотоксину ведутся в направлении изменения свойств этих ядов — сохранения их антагонистичности, но устранения токсичного эффекта.

В отдельном материале читайте подробнее об отравлении батрахотоксином.

Батрахотоксин как оружие

батрахотоксин фото

С такой трубкой можно охотиться на крупных млекопитающих

Южноамериканские индейцы ранее ловили листолазов для того, чтобы смазывать содержимым их кожи наконечники стрел для своих духовых трубок. От одной лягушки получалось количество яда для смазывания 20 стрел. После попадания стрелы в мягкие ткани жертвы животное погибало спустя 4-6 минут.

Сегодня практика охоты с помощью отравленных стрел если где-то и сохранилась, то применяется крайне редко: в лесах Колумбии осталось очень мало листолазов — большую часть их переловили торговцы экзотическими животными, а остальным угрожает вырубка лесов и строительство дорог и городов — и ещё меньше диких индейцев. Поэтому батрахотоксин на практике сегодня практически не используется.

История открытия и изучения батрахотоксина

Учёные интересовались батрахотоксином ещё тогда, когда не имели возможности установить его структуру, но уже знали про способы охоты американских индейцев и ужасных ядовитых лягушек.

типы батрахотоксина

Типы батрахотоксина

В 1960 году американские учёные Б. Уиткоп и Д. Дейли получили из Колумбии несколько особей лягушек, из кожных желез которых они смогли получать первые образцы яда для исследований. Однако этого количества было мало, и спустя два года в колумбийскую сельву отправилась целая экспедиция, собравшая почти тысячу древолазов-кокоев (не этот ли шаг стал первым трагичным событием в судьбе очаровательных южноамериканских лягушек?). Яд у них получался прямо в полевых условиях, там же специальным образом консервировался и отправлялся в лаборатории.

Буквально за несколько лет эта партия батрахотоксина позволила изучить его структуру, свойства и выделить основные компоненты.

В 1988 году впервые был получен искусственный батрахотоксин, и теперь для использования этого яда вовсе не требуется изъятие лягушек из естественной среды. В середине же 90-х годов учёные синтезировали аналог батрахотоксина, в два раза более токсичный, чем натуральный яд. Так что теперь химические лаборатории производят вещество, куда более опасное, чем натуральная защита ярких крошечных американских лягушек.

Однако в каких бы количествах ни производился специальными лабораториями синтетический батрахотоксин, купить его без соответствующих лицензий и разрешений практически невозможно.

Читайте ещё:

© Copyright Ansva.com 2018 Спроси у Ansva
Все права защищены. При использовании материалов сайта активная ссылка на источник обязательна.
Карта сайта