Ядовитые животные, относящиеся к типу Членистоногие

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ядовитые животные, относящиеся к типу Членистоногие

1. Ядовитость, как экологический феномен. Понятие ядовитости

Среди животных и растений, обитающих в нашей стране, имеется немало видов, которые принято называть ядовитыми. Чаще всего понятие ядовитости ассоциирует с той потенциальной опасностью, которую несут для человека такие животные, как змеи, пауки, жалоносные насекомые и другие, или такие растения, как белена, волчник, дурман. Однако ядовитость как универсальное и интереснейшее явление в живой природе надо рассматривать значительно шире. Это один из важнейших механизмов в борьбе за существование на разных этапах развития эволюционного процесса.

Яды, вырабатываемые живыми организмами, служат химическими факторами, участвующими в межвидовых, или аллелохимических взаимодействиях. Примеры использования химических веществ для защиты и нападения встречаются как среди животных, так и среди растений. Вещества, участвующие в аллелохимических взаимодействиях и приносящие пользу организму-продуценту, называют алломонами. К их числу относятся яды, вырабатываемые животными - зоотоксины и растениями - фитотоксины. К алломонам относят: 1) отпугивающие вещества; 2) вещества, прикрывающие 6 егство; 3) супрессоры (антибиотики); 4) яды; 5) индукторы (вызывают образование галлусов и пр.); 6) противоядия; 7) приманки.

Значение яда для организма животных и человека. Зоотоксины как химические факторы межвидовых взаимоотношений занимают особое место среди алломонов, поскольку в конечном счете служат для убийства хищника или жертвы. Различия заключаются только в характере использования яда - орудия защиты или нападения.

Но даже в случае агрессии зоотоксины применяются только для добычи пищи, бесцельное убийство несвойственно животным.

Многие ядовитые животные являются источником повышенной опасности для человека, в то же время целый ряд из них обладают ядами с удивительными свойствами, применение которых в научных лабораториях и клиниках уже принесло пользу.

В отличие от животных, подавляющее число растений используют химические вещества исключительно с целью защиты от животных-фитофагов.

Условно и безусловно ядовитые животные. Традиционный взгляд на ядовитые растения ограничивается только видами, опасными для человека, домашних и сельскохозяйственных животных. При этом в разряд ядовитых попадает сравнительно небольшое число видов, в основном алкалоидсодержащие. Подчеркнем, что среди них много видов, относящихся и к лекарственным растениям. В действительности же растения, относительно безвредные для человека, могут быть токсичными для насекомых, птиц или рыб. Достаточно сказать, что даже приблизительный список растений, обладающих инсектицидными свойствами, насчитывает свыше 1000 видов, большая часть которых остается малоизученной.

Совместная эволюция животных и растений привела к возникновению удивительных механизмов аллелохимических взаимодействий. Некоторые насекомые, приспособившись питаться на ядовитых растениях, аккумулируют в своем теле фитотоксины, защищающие их от насекомоядных животных. Напротив, многие растения обладают химической защитой в виде токсинов или отпугивающих веществ (репеллентов), что во многом обеспечивает господство зеленых растений на нашей планете, несмотря на использование их в пищу травоядными, насекомыми-фитофагами и паразитами [4].

Экологический подход к проблеме ядовитости. Экологический подход к проблеме ядовитости - это прежде всего подход общебиологический, позволяющий связать воедино особенности биологии данного вида животного или растения со спецификой химической структуры и механизма действия вырабатываемых ими ядов.

Природа дает нам огромное разнообразие примеров химии ядов, их токсичности, способов и мест образования в организме-продуценте. Несмотря на значительные успехи в области изучения зоотоксинов и продуцирующих их организмов, число экспериментально изученных видов относительно невелико. Но и среди них степень изученности весьма неравномерна. Следует учитывать, что по мере совершенствования знаний число животных относящихся к ядовитым представителям, увеличивается [4].

2. Токсинологическая классификация ядовитых животных

Зоотоксинология является составной частью токсинологии - науки о ядах животного, растительного и микробного происхождения, их химической природе и механизмах действия. В круг задач зоотоксинологии входит также изучение особенностей биологии, экологии и физиологии ядообразующих животных, исследование ядов как химических факторов эволюции живых организмов, использование зоотоксинов в фундаментальных исследованиях в биологии и медицине, а также вопросы их практического применения.

Всех ядовитых животных можно разделить на две большие группы: первично-ядовитых и вторично-ядовитых.

К первично-ядовитым относят животных, вырабатывающих ядовитый секрет в специальных железах или имеющих ядовитые продукты метаболизма. Как правило, ядовитость первично-ядовитых животных является видовым признаком и встречается у всех особей данного вида.

Ко вторично-ядовитым относят животных, аккумулирующих экзогенные яды и проявляющих токсичность только при приеме в пищу. Примером могут служить моллюски и рыбы, накапливающие в своем теле яд синезеленых водорослей, насекомые, питающиеся на ядовитых растениях, и др. [5].

3. Способы выработки яда и применения яда самими животными первично-ядовитых и вторично-ядовитых животных

Первично-ядовитые животные различаются по способам выработки яда и его применения и делятся на активно- и пассивно-ядовитых. Активно-ядовитые животные, имеющие специализированный ядовитый аппарат, снабженный ранящим устройством, называются вооруженными. В типичном случае аппарат таких животных имеет ядовитую железу с выводным протоком и ранящее приспособление: зубы у змей, жало у насекомых, колючки и шипы у рыб. В деталях строение ядовитого аппарата может варьировать, однако для всех вооруженных насекомых характерно наличие ранящего аппарата, позволяющего вводить ядовитый секрет в тело жертвы парентерально, т.е. минуя пищеварительный тракт. Такой способ введения яда следует признать наиболее эффективным для ядообразующего организма.

Другую группу активноядовитых животных составляют организмы, ядовитые аппараты которых лишены ранящего приспособления - невооруженные ядовитые животные. Примерами могут служить кожные железы амфибий, анальные железы насекомых, Кювьеровы органы голотурий. Ядовитые секреты таких желез вызывают токсический эффект при контакте с покровами тела жертвы. Чем энергичнее идет всасывание ядов с таких покровов (особенно слизистых), тем эффективнее его действие.

У пассивно-ядовитых животных ядовитые метаболиты вырабатываются в организме и накапливаются в различных органах и тканях (пищеварительных, половых), как, например, у рыб, моллюсков, насекомых. Таким образом, токсинологическая классификация ядовитых животных может быть представлена следующим образом:

Пассивно-ядовитые и вторично-ядовитые животные представляют опасность только при попадании в пищеварительный канал, однако существенным различием между ними является постоянство ядовитости (видовой признак) для первых и ее спорадический характер - для вторых.

Взаимодействие зоотоксинов и организма. При оценке токсичности зоотоксинов важное значение приобретает их путь введения в организм. В естественных условиях пути введения определяются особенностями биологии ядообразующего организма и химической природой токсинов.

Как правило, белковые токсины (змей, насекомых, паукообразных) вводятся с помощью вооруженного ядовитого аппарата парентерально, так как многие из них разрушаются ферментами пищеварительного тракта.

Напротив, токсины небелковой природы эффективны и при поступлении внутрь (токсические алкалоиды амфибий, токсины некоторых рыб, моллюсков).

Некоторые животные, защищаясь, разбрызгивают свои яды в виде аэрозоля, например жук-бомбардир. Эффективность такого воздействия зависит во многом от состояния покровов жертвы и локальной концентрации токсического вещества.

Попавший в организм яд распределяется весьма неравномерно. Существенное влияние на распределение токсичных соединений оказывают биологические барьеры, к которым относят стенки капилляров, клеточные (плазматические) мембраны, гематоэнцефалический и плацентарный барьеры. При укусах и ужалениях в месте инокуляции яда образуется первичное депо яда, из которого происходит поступление токсинов в лимфатическую и кровеносную системы. Скорость дренирования яда во многом определяет быстроту развития токсического эффекта. Большинство зоотоксинов подвергается в организме биотрансформации, многие аспекты которого изучены недостаточно. Биотрансформация в определенной степени обусловливает биологическую устойчивость ряда животных к зоотоксинам. В последнее время в крови некоторых грызунов обнаружены белковые факторы, инактивирующие геморрагическое действие змеиных ядов. При детоксикации и выведении зоотоксинов из организма основная нагрузка приходится на печень и почки - отсюда широкая распространенность поражения этих органов при отравлении. Часто зоотаксины могут выводиться и другими путями, например через кожу или с молоком кормящей матери, что также необходимо учитывать.

Отравления биотоксинами характеризуется определенной специфичностью. Клиническая картина отравлений, вызываемых различными ядовитыми животными, существенно разнится в зависимости от химической природы продуцируемых ими токсинов имеханизмов их поражающего действия.

Наиболее эффективным средством борьбы с отравлениями зоотоксинами является применение противоядовых сывороток.

В Ташкентском НИИ вакцин и сывороток моновалентные сыворотки «Антикобра» и «Антигюрза», поливалентную сыворотку против яда кобры, гюрзы, эфы, а также моновалентную сыворотку протик яда паука каракурта. При всей своей терапевтической эффективности серотерапия не лишена побочного действия, главным образом аллергических реакций вплоть до анафилактического шока. Поэтому наряду с серотерапией важное значение имеет патогенетические методы лечения, базирующиеся на знаниях конкретных механизмов поражающего действия того или иного яда. В последнее время большое внимание уделяется разработке методов активной иммунизации населения с профилактическими целями, например, против ужаления пчелами и осами [3,6,7].

4. Вопросы защиты и охраны ядовитых животных

ядовитый животное токсинологический экологический

Несмотря на то, что многие ядовитые животные являются опасными для человека, они сами нуждаются в защите и охране. В результате хозяйственной деятельности человека происходит катастрофическое уменьшение числа видов животных обитающих на нашей планете. И этот процесс касается, может быть, даже в большей степени, чем других, именно ядовитых животных.

Охрана ядовитых животных включает по меньшей мере два аспекта: охрану видов, полезных для человека, являющихся источниками ценных ядовитых веществ (змеи, пчелы), опылителями растений (шмели, пчелы), хищниками или паразитами, уничтожающими вредных насекомых (жабы, муравьи, пауки, осы, наездники), и охрану видов, полезность которых не установлена, но входящих в состав тех или иных биоценозов и обеспечивающих наряду с другими животными устойчивость биоценозов и их способность противостоять различным внешним воздействиям.

Причины сокращения численности ядовитых животных неодинаковы, как неодинаковы должны быть мероприятия по их охране. Так, численность змей сокращается не только из-за укоренившегося обычая уничтожать их, но и в результате интенсивного отлова змей для серпентариев, где они используются для многократного получения яда.

Снижение численности ядовитых насекомых прежде всего связано с интенсивным применением пестицидов, уничтожающих как вредную, так и полезную фауну. В этот перечень можно включить и загрязнение морей и внутренних водоемов, уничтожение непромысловых (в том числе и ядовитых) рыб, попавших в тралы, и т.д.

Уменьшение численности любого вида и тем более его исчезновение приводят к очень существенным и подчас необратимым изменениям в структуре биоценоза, а в конечном итоге - к нежелательным для человека последствиям. Каждый вид, как известно, занимает только ему присущую экологическую нишу и своим существованием создает предпосылки для появления новых экологических ниш, что и гарантирует бесконечность эволюции в пространстве и времени. Следовательно, преднамеренное или бессознательное уничтожение того или иного вида, пусть даже безусловно опасного для человека (например, каракурта, скорпиона и др.), может привести к непредсказуемым последствиям.

В последние годы природоохранительные мероприятия приобрели государственный статус. В республике Казахстан, как и во многих странах мира, наряду с введением законодательных актов, направленных на охрану животного и растительного мира, ширится сеть заповедников и заказников. Целый ряд ядовитых животных внесены в Красные книги России, Казахстана и других государств. Важное значение должно уделяться разъяснительной и пропагандистской работе среди населения, особенно школьников. Все эти мероприятия, несомненно, принесут свои плоды.

Одним из путей рационального и эффективного использования ядовитых животных, как источников ценных биологически активных веществ, является содержание их в серпентариях, инсектариях, скорпионариях.

Опыт, накопленный во всем мире, показывает, что при правильной постановке дела такие организации не только ликвидируют необходимость частых и массовых отловов ядовитых животных, но и являются экономически выгодными.

Комплексное использование ядовитых животных и вырабатываемых ими токсинов - важный резерв интенсификации научно-технического прогресса [4,8,9,10].

5. Ядовитые представители типа Членистоногие класса Паукообразные

Строение ядовитого аппарата паукообразных. Среди ядовитых представителей типа Членистоногих (Arthropoda) наиболее полно изучены виды, относящиеся к классам Паукообразных (Arachnida), Насекомых (Insecta) и Многоножек (Myriapoda).

Ядовитость пауков и скорпионов тесно связана с их хищническим образом жизни.

Как и большинство паукообразных, пауки и скорпионы питаются живой добычей, главным образом насекомыми. Разрывая хитиновые покровы жертвы, паукообразные вводят внутрь пищеварительные соки, обладающие протеолитическим действием и облегчающие всасывание и переваривание разжиженного содержимого. При этом пауки не только удерживают свою добычу хелицерами, но и с помощью когтевидного кончика хелицеры, на котором открывается проток ядовитой железы, вводят в тело жертвы парализующий яд. Скорпионы парализуют свою добычу с помощью острой иглы ядовитой железы, расположенной на концевом членике брюшка («хвосте»). Несмотря на морфологические различия, ядовитые железы пауков и скорпионов имеют общее покровное (гиподермальное) происхождение [4,11,12].

Отряд Скорпионы (Scorpiones). Экология и биология.

В мировой скорпиофауне насчитывается свыше 1500 видов скорпионов, из которых в нашей стране встречается 13-15 видов, относящихся к сем. Chactidae и Buthidae. К первому из названных семейств принадлежат итальянский скорпион Euscorpius italicus (Herbst), мингрельский скорпион Е. mingrelicus (Kessler) и крымский скорпион Е. tauricus (Her.). Красновато-бурый или темно-коричневый итальянский скорпион распространен от Сочи до Батуми по узкой прибрежной лесной полосе Черного моря. Длина его тела достигает 55 мм. Несколько меньших размеров (до 40 мм) мингрельский скорпион, который от Черноморского побережья углубляется в глубь материка по долинам рек. Окраска его тела темно-коричневая с красноватым оттенком. Примерно таких же размеров (35-40 мм) крымский скорпион, имеющий светло-желтую окраску и встречающийся на южном берегу Крыма.

Более крупными являются представители сем. Buthidae, в том числе пестрый скорпион Buthus eupeus (С. Koch), кавказский скорпион Buthus caucasicus (Nordm.), толстохвостый скорпион Androctonus crassicauda (Oliv.) и черный скорпион Orthochirus scrobiculosus. Желтый с зеленоватым отливом, пестрый скорпион широко распространен на юге европейской части (встречается в Нижнем Поволжье), Закавказье, Средней Азии, Казахстане.

Длина его тела достигает 65 мм. Близкий вид - кавказский скорпион - более крупный, длиной до 80 мм, желтого цвета с различными вариациями в тональности. Самый крупный скорпион фауны СНГ - толстохвостый - достигает длины до 100 мм. Эндемик Восточного Закавказья встречается в Нахичеванb и Западной Армении. Цвет тела от темно-бурого до темно-зеленого. Сравнительно небольшой (длина до 50 мм) черный скорпион распространен в Средней Азии.

В пределах своего ареала скорпионы живут как в местах с влажным климатом (гигрофильные формы), так и в песчаных пустынях (ксерофильные формы) и на высоких сухих и безлесых каменистых плоскогорьях, в местах, защищенных от северных ветров. Скорпионы исключительно ночные животные. С наступлением рассвета они прячутся под камнями, в углублениях почвы, под лесной подстилкой, корой деревьев, а также в щелях всевозможных построек, в том числе и жилых помещений.

Питаются скорпионы пауками, сенокосцами, многоножками и другими беспозвоночными и их личинками, используя яд только для обездвиживания крупной добычи. В неволе известны случаи голодания до 1,5 лет. В экстремальных условиях возможен каннибализм.

Самка пестрого скорпиона вынашивает своих детенышей почти год. Новорожденных бывает 15-30. Родившиеся скорпиончики имеют беловатый гладкий покров. Освободившись от амниотической и серозной оболочек детеныши через 20-30 мин забираются на тело матери и остаются там 10-12 дней.

Строение ядовитого аппарата. Согласно рисунка 1 на членистой гибкой метасоме («хвосте») имеется анальная лопасть, или телъсон, заканчивающийся ядовитой иглой. Размеры иглы и форма тельсона варьируют у разных видов. Крупный тельсон с мощной иглой имеется у скорпионов-бутоидов: пестрого, кавказского и особенно толстохвостого, что и делает их более опасными по сравнению с хактоидами (итальянским, мингрельским и крымским), обладающих небольшим тельсоном и иглой. В тельсоне находится пара ядовитых желез, протоки которых открываются вблизи вершины иглы двумя маленькими отверстиями. Каждая железа имеет овальную форму и сзади постепенно суживается в длинный выводной проток, который проходит внутри иглы. Стенки железы складчатые, и каждая железа окружена изнутри и сверху толстым слоем поперечных мышечных волокон. При сокращении этих мышц секрет выбрасывается наружу. Наиболее эффективным способом получения яда скорпионов является электрическая стимуляция тельсона.

Картина отравления. Ужаления скорпионов вызывают чрезвычайно сильные болевые ощущения, а иногда приводят к смертельному исходу, особенно у детей. Местные проявления интоксикации выражаются в сильной, жгучей, иррадиирующей боли, гиперпатии, отеке, гиперемии тканей, реже возникновении пузырей с серозным содержимым. К общетоксическим симптомам относятся: головная боль, головокружение, слабость, нарушение сознания, расстройство терморегуляции, судороги (особенно у детей), дрожание мышц, затруднение дыхания, учащенное сердцебиение, изменение артериального давления, слезо- и слюнотечение, обильное выделение из носа. Нередки панкреатиты и миокардиты. У детей опасность представляет отек легких.

Первая помощь. Необходимо обеспечить покой больному, наложить тепло на зону ужаления, дать анальгетики. Врачебная помощь должна быть в основном направлена на нормализацию функций нервной системы и купирование болевого синдрома. Лечебная сыворотка в разработана, но в промышленном масштабе не производится.

Химический состав и механизм действия яда. Действующее начало яда скорпионов представлено нейротоксическими полипептидами, имеющими выраженную видовую специфичность. Одни из них избирательно парализуют насекомых (так называемые инсектотоксины), другие действуют преимущественно на млекопитающих (токсины для млекопитающих).

Инсектотоксины «короткого типа», выделенные из яда скорпиона Buthus eupeus, представляют собой полипептидные цепочки, состоящие из 33-36 аминокислотных остатков с молекулярной массой - 4000.

Нейротоксины для млекопитающих состоят из 65-67 аминокислотных остатков, их молекулярной массой - 7000.

По сравнению с ядом пестрого скорпиона яд черного скорпиона более выражен своей ядовитостью.

Нарушение нейрогуморальной регуляции при воздействии яда скорпионов приводит к развитию широкого спектра патологических реакций: судорожные сокращения скелетной и гладкой мускулатуры, изменение тонуса сосудов и деятельности сердца, поражение функций нервной и эндокринной систем. Введением токсинов в желудочки мозга экспериментальных животных можно вызвать состояние, характерное для малого эпилептического припадка.

Практическое значение. Нейротоксины скорпионов используются при исследовании молекулярных механизмов передачи нервных импульсов и моделировании на животных патологических состояний (эпилепсии, панкреатита).

Эрезус - Eresus niger Pet. Класс Паукообразные, или Арахниды - Arachnida. Отряд Пауки - Aranei. Семейство - Eresidae

Экология и биология. Средней величины (9-16 мм) паук. У самок брюшко бархатисто-черное, у самцов дорсальная поверхность брюшка оранжево-красная с четырьмя черными пятнами. Распространен на юге европейской части, Средней Азии. Живет в норах, в земле под камнями. Жилая трубка погружена в почву и связана с наземным паутинным пологом. Добычу, в основном, составляют жуки. В подходящих местах численность достигает 3-4 особи/100 м².

Картина отравления. Укусы очень болезненны. При укусе паук глубоко запускает хелицер в кожу, впуская в ранку крупные капли яда.

В месте укуса чувствуется резкая мгновенная боль, быстро сменяющаяся чувством онемения. Затруднения в движениях и боль при надавливании в области укуса наблюдается в течение 2-6 дн.

Химический состав и механизм действия яда. Состав яда практически неизучен. В экспериментах на ганглии брюшной нервной цепочки таракана яд вызывает деполяризацию, сопровождающуюся блоком синаптической передачи. Нарушение синаптической передачи может быть связано с истощением запасов ацетилхолина. В опытах на нервно-мышечных препаратах лягушки и саранчи установлено увеличение частоты сердечных, что свидетельствует о пресинаптическом характере действия яда [4,11,12,13].

Погребной паук - Segestna florentina Rossi. Семейство Погребные пауки - Segestriidae.

Экология и биология. Крупный паук, головогрудь 6-8 мм. Дорсальная поверхность брюшка серо-фиолетовая или серовато-коричневая с темными пятнами. Сильные хелицеры с металлическим зеленовато-бронзовым отливом составляют половину длины головогруди. На ногах нет темных колец. Распространен в основном в Крыму, а также в прилегающих районах Причерноморья, Приазовья, на Кавказе. Обитает под камнями, в лесной подстилке, во мху, на стволах деревьев. Жилая трубка имеет форму воронки, от расширенной части которой отходят сигнальные нити. Охотится днем и ночью. При ловле добычи выскакивает из жилой трубки, хватает жертву хелицерами и мгновенно прячется обратно.

Картина отравления. У укушенных животных наблюдается повышенная возбудимость, спазм, судороги, прострация, параличи. Смерть белых мышей массой 20 г. наступает через 3-30 мин после укуса.

Химический состав и механизм действия яда. Из яда выделен нейротоксин с молекулярной массой~5800, р/ 4,75, содержащий четыре остатка цис-теина и имеющий N-концевую аминокислоту аргинин. Цельный яд и нейротоксин вызывают возбуждение нервных и мышечных мембран. Добавление яда к нервно-мышечному препарату лягушки приводит к спонтанному сокращению мышцы. При аппликации на седалищный нерв яд вызывает пролонгирование ПД за счет удлинения нисходящей фазы. В опытах на беспозвоночных также установлено усиление спонтанной активности ганглия брюшной нервной цепочки. Описанные эффекты обусловлены замедлением скорости инактивации натриевых каналов возбудимых мембран под влиянием нейтротоксина (ср. с ядом скорпионов) [4].

Стеатода - Steatoda (Lithyphantes) paykulliana Walk. Класс Паукообразные, или Арахниды - Arachnida. Отряд Пауки - Aranei. Семейство Пауки-тенетники - Theridiidae.

Относящийся к тому же семейству, что и каракурт, паук Steatoda paykulliana также обладает нейротропным ядом. Это пауки с черным шарообразным брюшком, на вентральной поверхности которого имеются расходящиеся от центра белые полосы. Длина головогруди не менее 3,5 мм. Хелицеры вертикальные и не очень крупные. Распространен в Причерноморье, Крыму, на Кавказе, в Средней Азии и Казахстане.

Яд обладает высокой токсичностью для насекомых и меньшей - для млекопитающих. Под его действием значительно усиливается высвобождение нейромедиаторов из нервных окончаний, за счет мобилизации кальция в аксоплазме.

Действующее начало яда представлено токсином олигомерной природы. Компонент с молекулярной массой ~ 100000 обеспечивает связывание с мембраной пресинаптического окончания, тогда как низкомолекулярный компонент (молекулярная масса ~ 5000) проникает в мембрану и формирует каналы для Са ⁺, находящегося в периневральном пространстве [4].

Обыкновенный крестовик - Araneus diadematus Cl. Класс Паукообразные, или Арахниды - Arachnida. Отряд Пауки - Aranei. Семейство Пауки-кругопряды - Araneidae.

Экология и биология. Крупные пауки (самки до 25 мм). Дорсальная поверхность брюшка красновато- или черно-коричневая с ясными белыми пятнами, расположенными впереди в виде креста.

Широко распространен вплоть до Крайнего Севера.

Обычен на деревьях, кустарниках, часто встречается в домах и сараях. Плетет колесовидные тенета с логовищем обычно за их пределами.

Картина отравления. В месте укуса жгучая боль, кровоизлияния в подкожную клетчатку, головные боли, слабость, иногда колики и суставные боли. В месте укуса может развиться некроз тканей. Смертельные исходы достоверно неизвестны.

Лечение симптоматическое.

Химический состав и механизм действия яда. Яд токсичен для беспозвоночных и позвоночных животных. В составе яда имеется термолабильный гемолизин, действующий на эритроциты кролика, крысы, мыши, человека, тогда как эритроциты морской свинки, лошади, овцы и собаки к нему устойчивы. Термостабильный нейротоксический компонент яда имеет молекулярную массу ~1000. Нейротоксин блокирует синаптическую передачу через ацетилхолиновые и глутаматные синапсы позвоночных и беспозвоночных животных. На культуре нейронов спинного мозга яд оказывает начальное возбуждающее действие на рецепторы, чувствительные к глутамату и аспартату, с последующей десенситизацией.

Полный блок нервно-мышечной передачи у саранчи развивается через 35 мин, а у лягушки - 15 мин после добавления в омывающий раствор гомогената ядовитых желез паука в конечной концентрации 2 железы в 2 мл. На синапсы позвоночных яд действует обратимо в отличие от необратимого эффекта на синаптический аппарат беспозвоночных [4].

Аргиопа - Argiope lobata Pall. Класс Паукообразные, или Арахниды - Arachnida. Отряд Пауки - Aranei. Семейство Пауки-кругопряды - Araneidae.

Экология и биология. Средней величины пауки, самки длиной 12 - 15 мм. Брюшко серебристо-белое, без черных поперечных полос. По краям брюшка шесть глубоких выемок-долек, цвет которых варьирует от темного до оранжевого. Тенета колесовидные. Центр сети густо заплетен паутинными нитями.

Распространен на юге европейской части, Кавказе, Казахстане, Средней Азии. Характерен для зон пустынь, полупустынь, степей.

Химический состав и механизм действия яда. Яд обладает парализующим действием на позвоночных и беспозвоночных животных. Холинергические синапсы позвоночных примерно в 30 раз менее чувствительны к действию яда, чем глутаматергические синапсы беспозвоночных. В состав яда входит высокомолекулярный компонент с пресинаптическим действием, угнетающий высвобождение нейромедиаторов в ответ на стимуляцию нерва, но не затрагивающий процесс спонтанного высвобождения. Низкомолекулярный компонент - аргиопин - ответствен за блокирующий постсинаптический эффект.

Аргиопин имеет молекулярную массу ~ 636. Особенностью строения его молекулы является наличие 2,4 - диоксифенолуксусной кислоты и полиамина, не характерных для биотоксинов. Аргиопин взаимодействует с ионными каналами глутаматного рецептора беспозвоночных и менее специфично (Х_Д~2,4-1 (Р⁵ моль) - с ацетилхолиновыми рецепторами позвоночных. В настоящее время из яда выделено семейство изотоксинов (аргиопинов, аргиопининов и др.).

Практическое значение. Может найти применение в научных исследованиях при изучении механизмов передачи возбуждения через глутаматергические синапсы [4].

6. Класс Насекомые (Insecta) и многоножки (Myriapoda) - два класса наземных трахейнодышащих членистоногих, объединяемых в подтип Трахейнодышащие (Tracheata)

Насекомые играют большую роль в природе и экономике человеческого общества. Многие насекомые имеют важное народнохозяйственное значение, например насекомые-опылители, энтомофаги и др. Немало среди насекомых вредителей сельскохозяйственных культур и переносчиков различных болезней. Наконец, целый ряд насекомых являются ядовитыми, что определяет интерес к ним как к источникам новых биологически активных веществ.

Среди насекомых и многоножек имеются как активно-, так и пассивно-ядовитые виды. Вооруженным ядовитым аппаратом в виде яйцеклада или жала обладают представители отряда Перепончатокрылых (Hymenoptera) - наездники, пчелы, осы. Большинство жуков (отр. Coleoptera) содержат ядовитые вещества в гемолимфе, используя в качестве защиты феномен «кровопрыскания». Среди чешуекрылых, или бабочек (отр. Lepidoptera), встречаются виды, снабженные примитивным ранящим аппаратом, в основном это гусеницы бабочек, не способные активно ввести яд в тело жертвы. Имаго чешуекрылых, как правило, пассивно-ядовиты. У двукрылых (отр. Diptera) имеются виды с ядовитым ротовым аппаратом - слепни, ктыри и др. У многоножек вооруженным ядовитым аппаратом обладают представители класса Губоногих (Chilopoda), тогда как ядовитые виды, относящиеся к классу Двупарноногих (Diplopoda) являются пассивно-ядовитыми [8,9,10].

Отряд Перепончатокрылые (Hymenoptera). Строение ядовитого аппарата. Жалящий аппарат представителей различных семейств перепончатокрылых имеет общие черты строения. В процессе филогенетического развития перепончатокрылых произошла смена функций придатков 8-го и 9-го абдоминальных сегментов. У наездников яйцеклад служит для откладки яиц в тело других членистоногих и одновременно для их обездвиживания с помощью вводимого яда. У жалоносных перепончатокрылых (пчелы, осы) яйцеклад превращается в жало, которое служит для защиты и нападения. Между отдельными частями жала пчел, ос и яйцеклада наездников прослеживается отчетливая гомология.

С яйцекладом браконид (Braconidae), связаны кислая и щелочная железы. У наездников (Habrobracon) кислая ядовитая железа состоит из 6 долек, впадающих в общий резервуар, который своим протоком соединен с яйцекладом. Туда же впадает и проток щелочной дюфуровой железы. Как и у всех перепончатокрылых, ядовитые железы являются гомологами придаточных желез женского полового аппарата. У медоносной пчелы щелочная железа значительно короче кислой, а у шмеля кислая железа более разветвлена. Эффект ужаления обусловлен поступлением в ранку смеси секретов обеих желез. Пчела вместе с ядом вводит в жертву смесь изоамилацетата, изоамилпропионата и изоамилбутирата, являющихся аттрактантами и привлекающих к данному объекту других пчел.

При ужалении пчела круто изгибает конец брюшка книзу и наносит удар жалом, в результате чего стержень жала, состоящий из непарного стилета и парных колющих щетинок погружается в покровы тела жертвы. Вслед за этим начинаются поочередные движения колющих щетинок за счет согласованных сокращений мышц. Зазубрины на колющих щетинках фиксируют их в эластичной коже млекопитающих (но не в хитиновых покровах насекомых), поэтому сокращение к дальнейшему углублению стилета в кожу.

Так, поочередно вонзая правую и левую щетинки и подтягивая в промежутках весь стержень жала, пчела погружает жало в тело жертвы. После ужаления пчела инстинктивно пытается улететь, однако жало вместе с ядовитыми железами и последним ганглием брюшной нервной цепочки остается в коже и продолжает некоторое время работать автоматически. Пчела, потерявшая жало, погибает. Считается, что это прогрессивное приспособление, позволяющее ценой гибели отдельных особей повысить эффективность ужаления, что является полезным для пчелиной семьи в целом.

У ос строение жала обнаруживает большое сходство с пчелиными. Как правило, у ос жало длиннее, саблевидно изогнуто, а у хищных одиночных ос лишено характерных зазубрин. У общественных ос жало может быть зазубрено. Ядовитые железы также представлены кислыми и щелочной [4,8,9,10].

Филант, или пчелиный волк - Phylantus triangulum F. Класс Насекомые - Insecta. Отряд Перепончатокрылые - Hymenoptera. Семейство Роющие осы - Sphecidae

Экология и биология. Средней величины оса, самки крупнее самцов и достигают в длину 13-17 мм. Дорсальная поверхность промежуточного сегмента сплошь покрыта волосками. Брюшко желтое. Передний край наличника у самки с двумя заметными зубцами. Норки уходят вертикально вниз на глубину до 1 м. Охотятся на медоносных пчел, иногда причиняя большой ущерб пчеловодству. Филант наносит пчеле прицельный удар жалом в надглоточный ганглий и парализует ее. Затем выдавливает из нее мед и тщательно слизывает его капельки. Личинок выкармливает только белковой пищей, так как у них еще отсутствуют ферменты, расщепляющие углеводы. Поэтому мед ядовит для них. Распространен на юге СНГ.

Картина отравления. Ужаления филанта носят случайный характер, например у пчеловодов, защищающих пасеку от нападения. В месте ужаления ощущается небольшая боль, гораздо слабее, чем при ужалении пчелой; развивается эритема, бесследно исчезающая через 1-2 дня. Пчеловоды безбоязненно ловят филанта руками, так как его сравнительно тонкое жало обычно не прокалывает кожу на ладонях.

Химический состав и механизм действия яда. В состав яда входят ацетилхолин, глутамат и три токсина - филантотоксины 1, 2, 3. Цельный яд филанта оказывает блокирующее действие как на пресинаптическом, так и постсинаптическом уровнях. Эффективность действия яда филанта, по-видимому, зависит от синергического действия агонистов (ацетилхолина и глутамата) и антагонистов (филантотоксинов). Первые открывают ионные каналы и тем самым облегчают блокирующее действие филантотоксинов, сродство которых выше к открытой конформации ионных каналов [4,8,9,10].

Шершни - Vespa. Семейство Бумажные осы - Vespidae

Экология и биология. Общеизвестные насекомые, строящие свои гнезда из бумаги, которую делают сами, перетирая крепкими челюстями волокна древесины и смачивая ее водой и клейкой слюной. В европейской части, Сибири распространен шершень Vespa crabro L. - крупное, до 35 мм длиной насекомое. Голова желтая или желто-красная, грудь черная, брюшко в задней половине желтое, с черными пятнами. Гнездится в дуплах, деревянных постройках, иногда в ульях. В Средней Азии обитает шершень Vespa orientalis.

Шершни - хищники, их добычей становятся многие насекомые, которых они способны убить ударом жала или просто челюстями. Добыча тут же разгрызается, например, у пчел отгрызаются голова и брюшко, а грудь тщательно пережевывается, и этой «кашицей» оса кормит личинок. Сама же предпочитает нектар и другую сладкую пищу. Могут наносить серьезный урон пчеловодству.

Картина отравления. Ужаления шершня, особенно крупного, очень болезненные. Тем более опасно потревожить гнездо шершней, которые отличаются высокой агрессивностью. Ужаления шершней вызывают местные (боль, отек, воспаление) и общие (головная боль, головокружение, сердцебиение, повышение температуры тела и др.) симптомы отравления. Острая боль в месте ужаления, локальная отечно-воспалительная реакция с признаками лимфангоита и лимфаденита являются ведущими местными симптомами поражения. Иногда развиваются гигантские отеки, захватывающие не только пораженную конечность, но и прилегающую часть туловища. Отравление может сопровождаться крапивницей, затруднением дыхания, развитием отека Квинке, в тяжелых случаях - анафилактическим шоком.

Первая помощь. Ужаление шершней, так же как и ужаление пчелами, вызывает развитие аллергических реакций, требующих проведения десенсибилизирующей терапии, в том числе профилактической иммунизации.

Химический состав и механизм действия яда. В состав яда входят фосфолипаза, лизофосфолипаза, гиалуронидаза, ДНК-азы, протеазы, токсические полипептиды, ацетилхолин, гистамин, катехоламины. А также в яде содержится пресинаптический нейротоксин - ориентотоксин (Мг~18 000), обладающий выраженной лизофосфолипазной активностью. Широкий спектр гидролитических ферментов яда шершня обеспечивает его цитотоксические свойства, наблюдаемые на препаратах скелетной мускулатуры, почек, а также гепатоцитах, эритроцитах и митохондриях. Сочетание гистамина и ацетилхолина в ядре шершня обусловливает очень сильный болевой местный эффект яда.

Яд шершня включает гипергликемический фактор, инактивирующийся при нагревании и способный увеличивать содержание сахара в крови.

При внутривенном введении яд вызывает гипотензивный эффект, снижение периферического сопротивления, увеличение сердечного выброса и стимуляцию дыхания. Эти эффекты частично можно объяснить действием присутствующих в яде биогенных аминов и ацетилхолина.

Яд шершня содержит пептиды, дегранулирующие тучные клетки и вызывающие высвобождение из них гистамина. Эти пептиды, названные мастопаранами, аналогичны по своему действию MCD-пептиду из пчелиного яда. Мастопараны обнаружены в яде V. orientalis и V. crabro; в последнем имеется также другой гистаминлибераторный пептид - крабролин.

Мастопараны обладают гемолитическим действием и вызывают разобщение окислительного фосфорилирования в митохондриях [4,8,9,10].

7. Отряд Жесткокрылые, или Жуки (Coleoptera)

Жуки, или жесткокрылые (Coleoptera) - крупный отряд насекомых, насчитывающий около 25 000 видов, среди которых известны и ядовитые. Токсические вещества, вырабатываемые жуками, как правило, используются ими в качестве средств химической защиты от врагов.

Жуки-нарывники. Класс Насекомые - Insecta. Отряд Жесткокрылые, или Жуки - Coleoptera. Семейство Нарывники, или Майковые - Meloidae.

Экология и биология. Ядовитыми свойствами характеризуются представители родов маек (Meloe), шпанских мушек (Lytta), нарывников (Mylabris).

Майки имеют крупное, массивное тело, короткие надкрылья, длинное брюшко. Обычно черные с синеватым отливом или фиолетовые. Весной встречаются на открытых местах. Паразитируют на пчелиных. В СНГ более 40 видов, в том числе Meloe violaceus March.

Нарывники распространены в Средней Азии и Казахстане, на Кавказе. Надкрылья красные или желтые с черными перевязями, тело обычно черное с металлическим отливом, густо волосистое. Личинки паразитируют на саранчовых. Жуки питаются цветами, реже листьями. Известно свыше 70 видов, в том числе нарывник изменчивый Mylabris variabilis Pall.

Шпанские мушки Lytta visicatoria L. встречаются на юге лесной зоны. Жуки имеют металлически зеленое тело с бронзовым блеском, обладают резким и неприятным запахом. Личинки паразитируют на пчелиных.

Картина отравления. Гемолимфа всех нарывниковых жуков ядовита и в случае опасности они выделяют капельки гемолимфы из отверстий, расположенных между голенями и бедрами ног (кровопрыскание). Однако ежи используют нарывников в пищу без вреда для себя. При раздавливании на поверхности кожи нарывниковые жуки вызывают дерматиты. Наиболее часто поражаются открытые части тела - руки, шея, лицо. Гемолимфа маек, шпанок и нарывников поражает, в основном, устья фолликул, что приводит к образованию папулок с переходом в пустулы и возникновению характерных крупных пузырей. Наличие ран, царапин или увлажнения кожи способствует увеличению всасываемости яда и последующему развитию общих симптомов отравления. В тяжелых случаях возможны гломерулонефриты, циститы. Наблюдается болезненное мочеиспускание.

Первая помощь. При системном отравлении рекомендуется тщательно промыть желудок и кишечник, после чего назначаются обволакивающие средсва. При обширных поражениях кожи волдыри вскрыть и продезинфицировать. Важное значение имеет соблюдение профилактических мер в местностях, где обитают нарывники. Лучше всего жуков в руки не брать, а тем более не раздавливать. При специальных работах необходимо пользоваться перчатками, масками, очками. Химический состав и механизм действия яда. Действующим началом ядовитой гемолимфы нарывников является кантаридин.

Для кошек и собак DL50 кантаридина составляет 1 мг/кг. Попадание жуков или кантаридина в пищеварительный тракт ведет к быстро развивающейся интоксикации. На вскрытии отмечается резкая гиперемия слизистых покровов, образование язв и очагов геморрагии.

Диффузные очаги поражения обнаруживаются в печени и почках. Наблюдаемые застойные явления в ЦНС обусловливают нарушения условно-рефлекторной деятельности и развитие параличей у экспериментальных животных. Из 100 г. сухих шпанок выход кантаридина составляет 0,3-1,5 г. В прошлом препараты кантаридина использовались для приготовления нарывных пластырей.

Колорадский жук - Leptinotarsa decemlineata Say. Класс Насекомые - Insecta. Отряд Жесткокрыле, или Жуки - Coleoptera. Семейство Листоеды - Chrysomelidae.

Экология и биология. Небольшие жуки длиной 9-12 мм. Тело окрашено от грязно-желтого цвета до светло-желтого. Голова с черными пятнами. Надкрылья с черными полосами. Обычен на пасленовых. Опасный вредитель картофеля.

Картина отравления. Гемолимфа ядовита для беспозвоночных и позвоночных животных. У домашней мухи при введении 1 мкл гемолимфы жука наступает смерть в течение 1 ч. Введение лиофилизированной гемолимфы мышам в дозе 25 мг/кг вызывает контрактуру мышц живота в месте инъекции, адинамию, затруднение дыхания. Перед смертью развиваются судороги, вращательные движения.

Сердце останавливается в диастоле. У крыс наблюдается прогрессивное снижение температуры тела вплоть до момента смерти. Нарушается электролитный баланс плазмы в сторону гиперкалиемии и гиперкальциемии.

Химический состав и механизм действия яда. Активным началом яда является белок с молекулярной массой~55 000, названный S-лептинотарзином. В гемолимфе близкого вида Leptinotarsa haldemani содержится токсин, названный р₁ - лептинотоксином-h. Лептинотарзин не аккумулируется с пищей, а является естественным белком гемолимфы жука. К действию протеолитических ферментов токсин довольно устойчив, однако инкубация с гомогенатом тела колорадского жука полностью его инактивирует. По видимому, в теле жука имеется детоксицирующая система. Лептинотарзин оказывает действие на нервно-мышечную передачу у позвоночных. В концентрациях 10~и - 10 10 моль/л лептинотоксин-Л усиливает вход в Са + в синаптосомы мозга крысы, а также способен высвобождать медиаторы из предварительно нагруженных синаптосом. Этот эффект наблюдается и в бескальциевой среде, но кальций его ускоряет.

Под действием лептинотоксина-h в синаптосомах наблюдается слияние везикул, образование крупных складок мембраны. В нейросекреторных клетках отмечено уменьшение количества секреторных гранул. По-видимому, токсин стимулирует процесс экзоцитоза.

Гемолимфа колорадского жука малотоксична (DL₅₀ ~1000 мг/кг) при приеме внутрь для позвоночных животных. С другой стороны, имаго и личинка имеют апосематическую окраску, предупреждающую хищника о возможной несъедобности.

В биологической роли лептинотарзина еще предстоит разобраться. Во всяком случае, сочетание ядовитой гемолимфы с наличием ферментных систем эффективно детоконсицирующих ксенобиотики, в том числе инсектициды, во многом объясняют его широкое распространение.

Отряд Чешуекрылые, или Бабочки (Lepidoptera)

Гусеницы некоторых видов бабочек (Lepidoptera) обладают ядовитыми волосками, которые защищают их от врагов.

Ядовитыми могут быть и взрослые особи, содержащие в своем теле токсические соединения.

Строение ядовитого аппарата. Несмотря на то, что ядовитый аппарат некоторых гусениц снабжен ранящими приспособлениями в виде различного рода заостренных волосков, секрет изливается из них наружу пассивно, так как вырабатывающая яд железистая клетка не имеет мышцы-компрессора. Некоторую роль в выдавливании секрета могут играть активные движения защищающейся от врага гусеницы.

Как правило, ядовитая железистая клетка расположена в эпителии и примыкает к специальному волоску. Такие волоски полые и заполнены ядовитым секретом. Заостренный кончик волоска очень тонок, легко обламывается, в результате чего ядовитый секрет изливается наружу. У златогузки (Еиргосtis chrysorrhoea) волоски имеют форму зазубренных стрелок и погружены острыми концами в резервуар ядовитой клетки. В каждой клетке находится от 3 до 12 волосков.

Железистые клетки образуют большие скопления на спинных бугорках гусеницы. Волоски очень малы, легко выпадают из железы и могут попасть на кожу человека, глаза, в дыхательные пути.

Картина отравления. Как правило, поражаются открытые части тела: лицо, шея, руки. Более серьезные страдания причиняют волоски, попавшие в глаз. Отмечены также случаи попадания волосков в пищеварительный тракт, например с немытыми плодами, а также в дыхательные пути. Дерматиты и конъюнктивиты - наиболее характерные симптомы поражений чешуекрылыми. Но у детей отравление может протекать тяжелее: папулезный дерматит, осложненный отеком, субфибрильное повышение температуры, тахикардия, диарея.

Отравления чешуекрылыми имеют как случайный, так и профессиональный характер, например у садоводов.

Первая помощь. Лечение носит симптоматический характер - хлорид кальция, антигистаминные препараты. Профилактические меры заключаются в защите наиболее легко уязвимых частей тела от попадания волосков. Для этого используют спецодежду, очки, сетки, перчатки [4,14].

Златогузка - Euproctis chrysorrhoea L. Класс Насекомые - Insecta.

Отряд Чешуекрылые, или Бабочки - Lepidoptera. Семейство Волнянки - Limantriidae.

Экология и биология. Средних размеров бабочка (размах крыльев 26-40 мм), снежно-белого цвета, на конце брюшка имеется пучок золотистых (у самок) и бурых (у самцов) волосков.

Взрослая гусеница серовато-черная, с длинными желто-бурыми волосками, собранными в пучки на спинных бугорках. На девятом и десятом сегментах расположены абдоминальные оранжевые выворачивающиеся бугорки. С этими бугорками связаны версоновские железы, выделяющие едкий секрет. Распространены в степной и лесостепной зонах. Гусеницы наносят большой вред, повреждая листья и почки плодовых деревьев, дуба, липы и других лиственных пород.

Химический состав и механизм действия яда. В яде обнаружены гистамин, белки с Мг ~ от 32 000 до 96 000, обладающие протеолитической (трипсиноподобной), эстеролитической активностью, а также фосфолипазным действием.

Яд обладает кининлибераторным эффектом, что в сочетании с действием гистамина может обусловить развитие кожной реакции при поражении ядовитым волоском.

8. Насекомые с ядовитым ротовым аппаратом: слепни, мошки, мокрецы, москиты, клопы, ктыри

Ядовитые насекомые, относящиеся к этой группе, лишены жалящего аппарата. Ядовитый секрет в тело своих жертв они вводят во время укуса.

Как правило, ядовитыми свойствами в этом случае обладает секрет слюнных желез, с помощью которого насекомые не только парализуют жертву, но и подвергают ее предварительной биохимической обработке. Провести четкую границу между токсическими и пищеварительными компонентами слюны трудно. В определенной степени такое разграничение является искусственным, так как наблюдается выраженный синергизм между различными составными частями слюны. Так, гидролитические ферменты облегчают доступ токсинам к клеткам-мишеням, тогда как цитотоксины, модифицируя клеточные мембраны, облегчают их гидролиз ферментами.

Ядовитые представители известны среди двукрылых (отр. Diptera) - слепни, мошки, ктыри; клопов (отр. Hemiptera), и др.

Список использованной литературы

...