Токсины у рептилий, прежде всего у змей, представляют собой сложные смеси биологически активных веществ, которые вырабатываются в специальных железах и используются для обездвиживания или умерщвления добычи, а также в целях самообороны. Эти токсины способны нарушать работу жизненно важных систем организма жертвы — нервной, кровеносной, мышечной.
Змеиный яд — это вязкая, слабокислая, горьковатая жидкость, состоящая из белков, аминокислот, жирных кислот, ферментов (гидролазы, протеазы, нуклеазы, фосфонуклеазы, каталазы, оксидазы), микроэлементов и других соединений. Более 90% сухой массы яда составляют пептиды и белки с высокой биологической активностью и избирательностью действия.
Среди ключевых компонентов:
- Фосфолипазы A2 (ФЛА2). Широко распространены в змеиных ядах, играют важную роль в их действии.
- Трёхпетельные токсины (ТПТ). Получили название из-за особой укладки полипептидной цепи с тремя петлями. Могут действовать как цитотоксины (лизируют клеточные мембраны) или нейротоксины (взаимодействуют с нейрорецепторами).
- Нейротоксины. Блокируют нервно-мышечную передачу, связываясь с постсинаптическими никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами (нАХР) в скелетной мускулатуре. Приводят к параличу, в том числе дыхательной мускулатуры.
- Гемотоксины. Нарушают свёртываемость крови, вызывают гемолиз (разрушение эритроцитов), повреждение сосудистой стенки, что приводит к кровотечениям, тромбозам, отёкам, некрозам.
- Протеазы и металлопротеиназы. Разрушают ткани, вызывая некрозы.
Состав яда варьируется в зависимости от вида змеи, а также может зависеть от условий окружающей среды, возраста, пола и типа доступной добычи.
По характеру воздействия на организм змеиные яды делят на несколько типов:
- Нейротоксические. Обладают курареподобным действием, блокируют передачу нервных импульсов, что может привести к параличу и смерти от удушья. Характерны для аспидов (кобры, крайты, мамбы) и морских змей.
- Гемовазотоксические. Вызывают сосудистый спазм, повышение проницаемости сосудов, отёки тканей и внутренних органов. К смерти приводит геморрагия и отёк паренхиматозных органов (печени и почек). Преобладают у гадюк и гремучих змей.
- Цитотоксические. Повреждают клетки в месте укуса, вызывая боль, отёк, покраснение, образование пузырей, некроз тканей.
- Миотоксические. Воздействуют на мышечные ткани, приводя к боли в мышцах, слабости и острой почечной недостаточности.
Токсины могут влиять на организм разными способами:
- изменять активность ферментов, рецепторов или ионных каналов.
- нарушать работу центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой системы, мускулатуры, системы свёртывания крови и гемостаза.
- воздействовать на сердечную мышцу, гладкие мышцы сосудов и сосудистое русло капилляров.
Некоторые токсины действуют на конкретные мишени: например, нейротоксины связываются с рецепторами на мышцах, а гемотоксины влияют на компоненты крови.
Несмотря на токсичность, компоненты змеиного яда находят применение в медицине:
- Противоядия (противозмеиные сыворотки). Получаются путём иммунизации животных анатоксинами (обезвреженными токсинами).
- Лекарственные препараты. Например, каптоприл и эналаприл — гипотензивные средства, созданные на основе брадикинин-потенцирующих пептидов из яда копьеголовой гадюки (Bothrops jararaca). Эптифибатид и тирофибан — антиагрегантные препараты, разработанные на основе белков из яда просяного карликового гремучника и песчаной эфы соответственно. Мамбалгины из яда чёрной мамбы обладают анальгетической активностью, похожей на морфины, но без негативных побочных эффектов.
- Диагностические реактивы. Отдельные компоненты ядов (эндонуклеаза, фосфолипаза A2, фосфодиэстераза, оксидаза L-аминокислот) используются в качестве химических реактивов для диагностики заболеваний крови и нервной системы.
- Исследования. Токсины служат инструментами для изучения молекулярных механизмов работы различных систем организма, например, для исследования никотиновых ацетилхолиновых рецепторов.
Также ведутся исследования по применению некоторых компонентов яда в онкологии, так как замечено, что определённые пептиды избирательно поражают раковые клетки.
- На саму змею (или змей того же вида) её яд не оказывает пагубного действия.
- Некоторые животные (мангусты, ежи, свиньи, медоеды, опоссумы) малочувствительны к токсическому воздействию змеиного яда. У опоссумов это связано с наличием фактора крови LTNF.
- Количество и концентрация яда, выделяемого одной и той же змеёй при укусе, может варьироваться, в частности, зависит от времени накопления яда после предыдущего его расходования.
Изучение токсинов рептилий — предмет токсинологии, специализированной области токсикологии.