زهر مار چه ترکیباتی دارد؟ - وبلاگ مونوپاد

به گزارش وبلاگ مونوپاد، تهران (پانا) - زهر یا سم مار یک مایع معمولاً زرد رنگ بسیار خطرناک و سمی است که در غده های بزاقی خاصی در دهان مار های سمی نگهداری می گردد. صد ها گونه مار سمی در دنیا یافت می گردد که برای تضعیف و فلج کردن طعمه به زهر خود متکی هستند. زهر از ترکیب انواعی از پروتئین ها، آنزیم ها و دیگر مواد مولکولی ساخته شده است.

به گزارش تابناک باتو، زهر یا سم مار یک مایع معمولاً زرد رنگ بسیار خطرناک و سمی است که در غده های بزاقی خاصی در دهان مار های سمی نگهداری می شود. صد ها گونه مار سمی در دنیا یافت می شود که برای تضعیف و فلج کردن طعمه به زهر خود متکی هستند. زهر از ترکیب انواعی از پروتئین ها، آنزیم ها و دیگر مواد مولکولی ساخته شده است. این ترکیبات زهرآگین و سمی باعث تخریب سلول ها، اختلال در سیگنال های عصبی یا هر دو می شوند.

مار ها از زهر خود با احتیاط فراوان استفاده می کنند که برای ناتوان کردن طعمه یا دفاع از خود در برابر شکارچیان به بدن آن ها تزریق می شود. زهر مار با تخریب و تجزیه سلول ها و بافت های زنده بدن قربانی می تواند باعث فلج شدن، خونریزی داخلی و حتی مرگ شود. برای این که زهر مار اثر کند باید به بافت های خاص تزریق شده یا وارد جریان خون شود. در حالی که زهر مار بسیار سمی و مرگبار است، محققان از ترکیبات آن برای فراوری دارو ها برای درمان بیماری های انسانی استفاده می کنند.

زهر چیست؟

زهر یا سم مار ترشحات مایعی است که از طریق غدد بزاقی خاص مار سمی فراوری می شود. مار ها از این زهر برای ناتوان ساختن طعمه و یاری به انجام فرآیند هضم غذا استفاده می کنند. ترکیب اصلی زهر مار از پروتئین تشکیل شده است. بعلاوه این ماده سمی حاوی آنزیم هایی است که واکنش های شیمیایی را تسریع می بخشند که به نوبه خود پیوند های شیمیایی بین مولکول های بزرگ را می شکنند. این آنزیم ها در هضم کربوهیدرات ها، پروتئین ها، فسفولیپید ها و نوکلئوتید های بدن طعمه موثرند.

آنزیم های سمی بعلاوه در کاهش فشار خون، تخریب گلبول های قرمز خون و جلوگیری از کنترل ماهیچه ها بسیار قوی عمل می کنند. یکی دیگر از ترکیبات زهر مار، زهر پلیپپتید است. پلی پپتید ها رشته هایی از اسید های آمینه هستند که از 50 یا تعداد کمتری اسید های آمینه تشکیل شده اند. پلی پپتید ها باعث اختلال در کارکرد سلول ها می شوند که مرگ سلول را در پی دارد. بعضی از ترکیبات توکسین های موجود در زهر در تمامی مار های سمی یافت می شوند در حالی که دیگر ترکیبات تنها در زهر مار های خاصی وجود دارند.

3 نوع اصلی زهر در مارها: سیتو توکسین ها، نوروتوکسین ها و هموتوکسین ها

اگر چه زهر مار از ترکیب پیچیده ای از توکسین ها، آنزیم ها و ترکیبات غیرسمی ساخته شده است، اما در کل می توان سم مار را در سه گروه دسته بندی کرد: سیتوتوکسین ها، نوروتوکسین ها و هموتوکسین ها. دیگر انواع توکسین های مار ها انواع خاصی از سلول ها را تحت تاثیر قرار می دهند که از این سموم می توان به کاردیوتوکسین، میوتوکسین و نفروتوکسین اشاره نمود.

سیتوتوکسین ها

سیتوتوکسین ها مواد سمی هستند که سلول های بدن را تخریب می سازند. این ترکیبات سمی باعث مرگ تمام یا بخشی از سلول های یک بافت یا ارگان می شوند، فرآیندی که به آن مردگی بافت یا نکروز (necrosis) گفته می شود. بعضی بافت ها ممکن است در نتیجه زهر دچار نکروز آبی شوند که در آن بافت ها به طور کامل یا بخشی تبدیل به بافتی مایع شوند. بدین ترتیب سیتوتوکسین ها در واقع حتی قبل از بلعیده شدن طعمه از طریق مار نیز فرآیند هضم و تجزیه آن را شروع نموده اند. سیتوتوکسین ها معمولاً انواع خاصی از سلول ها را تحت تاثیر قرار می دهند. کاردیوتوکسین ها در واقع سیتوتوکسین هایی هستند که به سلول های قلبی آسیب می رسانند. میوتوکسین ها نیز سلول های بافت های عضلانی را هدف قرار داده و تخریب می کنند.

نفروتوکسین ها نیز سلول های کلیه را تجزیه می کنند. بسیار از انواع مار های سمی ترکیبی از سیتوتوکسین ها در زهر خود دارند و بعضی دیگر نیز ممکن است نوروتوکسین یا هموتوکسین نیز فراوری کنند. سیتوتوکسین ها با آسیب رساندن به غشای سلول باعث از بین رفتن سلول ها و تسریع فرآیند زوال و مرگ سلول ها می شوند. بعضی دیگر از سیتوتوکسین ها نیز می توانند باعث مرگ برنامه ریزی شده سلول ها شوند که به آن آپوپتوز (apoptosis) گفته می شود. بیشتر آسیب های بافتی قابل رویت که از طریق سیتوتوکسین ها رخ می دهد در محل گزش نهاده شده است.

نوروتوکسین ها

نوروتوکسین ها نیز ترکیبات شیمیایی هستند که برای سیستم عصبی سمی بوده و با اختلال ایجاد کردن در سیگنال های شیمیایی (نوروترنسمیتر ها یا فرستنده های عصبی) که بین نورون های عصبی رد و بدل می شوند به بدن قربانی آسیب شدیدی وارد می کنند. این ترکیبات سمی می تواند باعث کاهش فراوری فرستنده های عصبی یا از کار انداختن مراکز دریافت این اجزای مهم سیستم عصبی شوند. بعضی دیگر از نوروتوکسین ها با بستن کانال های کلسیومی و پتاسیمی با دروازه ولتاژی تاثیر خود را روی سیستم عصبی قربانی اعمال می کنند. این کانال ها برای انتقال سیگنال ها در میان سلول های عصبی (نورون ها) بسیار حیاتی هستند.

نوروتوکسین ها باعث فلج عضلانی می شوند که که می تواند به مشکل در تنفس و در نهایت مرگ منتهی شود. مار های خانواده Elapidae به طور خاص زهر نوروتوکسین فراوری می کنند. این مار ها نیش های کوچک و بسیار نوک تیزی دارند و شامل کبراها، مامباها، مار های دریایی، افعی ها و مار های مرجانی می شوند.

نمونه هایی از نوروتوکسین های مار ها عبارتند از:

کلسی سپتاین (Calciseptine): این نوروتوکسین از طریق بستن کانال های کلسیمی دروازه ولتاژی باعث ایجاد اختلال در انتقال پیغام های عصبی می شوند. مامبای سیاه از این نوع زهر استفاده می نماید.

کوبروتوکسین (Cobrotoxin): این ترکیب سمی از طریق مار های کبرا فراوری شده و گیرنده های استیل کولین نیکوتینی را مسدود می سازد که به فلج شدن بدن قربانی می انجامد.

کلسی کلوداین (Calcicludine): مانند کلسی سپتاین، این نوروتوکسین نیز کانال های کلسیمی دروازه ولتاژی را مسدود ساخته و باعث اختلال در انتقال پیغام های عصبی می شود. این نوع زهر در مامبای سبز شرقی دیده می شود.

فاسکیکولین- آی (Fasciculin-I): این نوروتوکسین نیز در زهر مامبای سبز شرقی یافت می شود که باعث توقف کارکرد آنزیم استیل کولین استراز شده که عدم کنترل بر روی حرکات ماهیچه ها، تشنج و عدم توانایی در نفس کشیدن را در پی دارد.

کالیوتوکسین (Calliotoxin): این ترکیب کشنده از طریق مار های مرجانی آبی فراوری شده و کانال های سدیمی را هدف قرار می دهد. بدین ترتیب کالیوتوکسین مانع از بسته شدن این کانال ها شده و فلج شدن تمام بدن را در پی دارد.

هموتوکسین ها

هموتوکسین ها سم های خونی هستند که اثرات سیتوتوکسیک (واکنش ایمنی سلولی) داشته و انعقاد طبیعی خون را نیز مختل می سازند. این ترکیبات باعث می شوند که گلبول های قرمز خون به یکباره باز شده، اختلال در عملکرد فاکتور های انعقادی خون ایجاد شده و یا مرگ بافت و صدمه به ارگان های داخلی رخ دهد. تخریب گلبول های قرمز خون عدم توانایی خون در انعقاد طبیعی باعث خونریزی شدید داخلی خواهد شد. انباشته شدن و افزایش تعداد گلبول های قرمز تخریب شده می تواند عملکرد طبیعی کلیه را تحت تاثیر قرار دهد.

در حالی که بعضی هموتوکسین ها باعث جلوگیری از انعقاد خون می شوند بعضی دیگر باعث به هم چسبیدگی پلاکت های خونی یا دیگر ترکیبات خونی خواهند شد. در نتیجه لخته های خونی شکل می گیرد که رگ های خونی را مسدود نموده و به از کار افتادن قلب در نتیچه سکته قلبی منجر می شوند. مار های خانواده Viperidae از جمله افعی ها و افعی های حفار این نوع از توکسین ها را فراوری می کنند.

نحوه انتقال زهر و سیستم تزریق آن

اغلب مار های سمی با استفاده از دندان های نیش خود زهر را به بدن قربانی تزریق می کنند. دندان های نیش در تزریق زهر بسیار کارآمد هستند، زیرا بافت بدن قربانی را سوراخ نموده و باعث می شوند که ترکیب سمی وارد زخم ایجاد شده شود. بعضی از مار ها می توانند سم را به عنوان یک مکانیسم دفاعی به سمت تهدیدات پرت کنند. سیستم تزریق زهر شامل 4 بخش عمده است: غده های زهر، ماهیچه ها، لوله های لنفی و دندان نیش.

غده های زهر: این غده های تخصصی در سر مار قرار داشته و مسئول فراوری و ذخیره سازی زهر هستند.

ماهیچه ها: ماهیچه های سر مار که در نزدیکی غده های سم قرار دارند در مکش و بیرون آمدن زهر از این غده ها یاری بسیاری می کنند.

لوله های لنفی: این مجرا ها مسیری را برای انتقال زهر از غده های فراوری سم به دندان های نیش فراهم می سازند.

دندان نیش: دندان نیش در واقع دندان هایی با وظیفه و ساختار ویژه هستند که با ساختار توخالی خود تزریق زهر به بدن قربانی را میسر می سازند.

مار های خانواده Viperidae (افعی ها) دارای یک سیستم تزریق زهر هستند که بسیار پیشرفته است. زهر به طور مرتب فراوری شده و در غده های زهر ذخیره می شود. قبل از این که افعی ها قربانی خود را نیش بزنند، دندان های نیش خود را از غلاف خارج می کنند. بعد از نیش زدن، ماهیچه های اطراف غده های زهر میزانی از این ترکیب کشنده را به درون کانال بسته شده دندان نیش منتقل می کنند. میزان زهری که تزریق می شود کاملاً در کنترل مار است و به مقدار قربانی یا طعمه بستگی دارد. معمولاً افعی ها بعد از تزریق زهر، طعمه خود را رها می کنند. مار صبر می نماید تا زهر اثر خود را گذاشته و او را فلج کند و سپس به بلعیدن آن می پردازد.

مار های خانواده Elapidae (مانند کبراها، مامبا ها و مار جعفری) سیستم انتقال و تزریق زهر مشابهی با افعی ها دارند. اما برخلاف افعی ها، این گونه از مار ها دارای دندان نیش متحرک نیستند. مار جعفری در این موضوع در میان این دسته از مار ها یک استثنا به شمار میرود. بسیاری از این مار ها دارای دندان های ریز و کوتاهی بوده که ثابت بوده و همیشه در حالت تیز و آخته باقی می مانند. بعد از نیش زدن قربانی، این مار ها معمولاً قربانی خود را نگه داشته و حرکتی شبیه جویدن روی زخم را انجام می دهند تا از ورود میزان کافی زهر به بدن ان مطمئن شوند.

مار های سمی خانواده Colubridae دارای یک کانال باز در هر دندان نیش هستند که به عنوان مسیری برای عبور زهر عمل می نماید. این مار های سمی معمولاً دارای دندان های نیش عقبی ثابت هستند و در هنگام نیش زدن بدن قربانی عمل جویدن زخم را انجام می دهند. زهر این مار ها معمولاً نسبت به دیگر انواع مار های سمی اثر کمتری بر روی بدن انسان دارد با این وجود زهر تعداد کمی از مار های این خانواده نیز مرگبار خواهد بود.

آیا زهر مار ها بر روی خود مار ها موثر خواهد بود؟

از آنجایی که بعضی از مار ها از سم خود برای کشتن طعمه های خود استفاده می کنند، چرا مار ها بعد از خوردن طعمه ای که بدن او از طریق سم مار مسموم شده دچار مشکل نمی شود؟ مار های سمی در مقابل زهری که برای کشتن طعمه استفاده می شود ایمن هستند، زیرا بخش عمده زهر مار از پروتئین تشکیل شده است. توکسین های با پایه پروتئینی باید به درون بافت یا جریان خون تزریق شده و یا از طریق آن جذب شوند تا بتوانند تاثیر مرگباری داشته باشند. بلعیدن و خوردن زهر هیچ آسیبی به بدن وارد نمی نماید، زیرا توکسینی که پایه آن از پروتئین باشد از طریق اسید های معده و آنزیم های گوارشی به اجزای کوچک سازنده آن ها تجزیه می شوند.

این موضوع باعث از بین رفتن اثر کشنده توکسین های پروتئینی شده و آن ها را به میزانی اسید آمینه بی ضرر تبدیل می سازد. با این وجود اگر این توکسین ها وارد جریان خون شوند مرگبار خواهند بود. در بدن مار های سمی مکانیسم ها و توانمندی های متعددی وجود دارد که آن ها را در برابر سم خود ایمن ساخته و یا کمتر در برابر زهر خودشان آسیب پذیرشان می سازد. غده های فراوری زهر در بدن مار طوری سازمان یافته و نهاده شده اند که از وارد شدن زهر به بدن مار و در واقع نشت کردن به دیگر نقاط بدن او جلوگیری می شود. بعلاوه مار های سمی دارای آنتی بادی ها و ترکیبات ضد زهری هستند که در صورت ورود زهر خود یا گزیده شدن از طریق یک مار سمی دیگر هیچ مسئله ای برای آن ها پیش نمی آید.

بعلاوه محققان دریافته اند که کبرا ها تغییراتی را در گیرنده های استیل کولین درون ماهیچه های خود به عمل آورده اند که از چسبیدن نوروتوکسین های زهر خود به این گیرنده ها جلوگیری می نماید. بدون این گیرنده های تغییر یافته، نورتوکسین مار می توانست به گیرنده های ماهیچه ای بدن خود مار متصل شده و فلج شدگی و مرگ را برای مار در پی داشته باشد. از این رو کبرا ها تنها به علت تغییراتی که در ساختار گیرنده های استیل کولین خود ایجاد نموده اند در برابر زهر کبرا های دیگر نیز ایمن هستند. از این رو می توان گفت در حالی که مار های سمی نسبت به زهر خود آسیب پذیر نیستند، اما در مقابل زهر مار های دیگر چندان ایمن نیستند.

زهر مار و داروسازی

علاوه بر ساخت پادزهر، مطالعه سم مار ها و کارکرد های بیولوژیکی آن ها برای کشف راه های تازه به منظور مبارزه با بیماری ها بسیار حیاتی و موثر است. بعضی از این بیماری ها شامل حمله قلبی، آلزایمر، سرطان و بیماری های قلبی می شوند. از آنجا که توکسین های موجود در زهر، سلول های خاصی را هدف قرار می دهند، محققان در حال آنالیز این توکسین ها برای ساخت دارو های تازهی هستند که بتوانند سلول های خاصی را هدف قرار دهند. بعلاوه آنالیز این ترکیبات سمی باعث فراوری دارو های مُسکن بسیار قوی و رقیق کننده های خونی بسیار موثری شده است. محققان از خاصیت های ضد انعقادی هموتوکسین ها در فراوری دارو ها برای درمان فشار خون بالا، بیماری های خونی و سکته های قلبی استفاده نموده اند.

بعلاوه از نوروتوکسین ها برای درمان بیماری های مربوط به مغز از جمله سکته مغزی سود برده اند. اولین دارویی که بر پایه زهر ساخته شده و مورد تایید انجمن غذا و داروی ایالات متحده نیز نهاده شد داروی کاپتوپریل (captopril) بود که از زهر افعی برزیلی گرفته شده و در درمان فشار خون بالا مورد استفاده قرار می گیرد. از دیگر دارو هایی که از ترکیبات سمی زهر مار ها گرفته شده می توان به اپتیفیباتید (eptifibatide) از زهر مار زنگی و تیروفیبان از زهر افعی فلس اره ای آفریقایی نام برد که برای درمان حمله قلبی و درد سینه به کار گرفته می شوند.