Глава 3. Ядовитые членистоногие

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

3.1. Класс Паукообразные, или Арахниды (Arachnida)

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.

3.1.1. 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 E. mingrelicus (Kessler) и крымский скорпион Е. tauricus (Her.). Красновато-бурый или темно-коричневый итальянский скорпион (рис. 17) 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.

Рис. 17. Итальянский скорпион Euscorpius italicus

Более крупными являются представители сем. Buthidae, в том числе пестрый скорпион Buthus eupeus^* (С. Koch) (рис. 18), кавказский скорпион Buthus caucasicus (Nordm.), толстохвостый скорпион Androctonus crassicauda (Oliv.) (рис. 19) и черный скорпион Orthochirus scrobiculosus (Gr.) (рис. 20). Желтый с зеленоватым отливом, пестрый скорпион широко распространен на юге европейской части СССР (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 нашей фауны - толстохвостый - достигает длины до 100 мм. Эндемик Восточного Закавказья встречается в Нахичеванской АССР и Западной Армении. Цвет тела от темно-бурого до темно-зеленого. Сравнительно небольшой (длина до 50 мм) черный скорпион распространен в Средней Азии.

^* (В последнее время Mesobuthus.)

Рис. 18. Пестрый скорпион Buthus eupeus

Рис. 19. Толстохвостый скорпион Androctonus crassicauda

Рис. 20. Черный скорпион Orthochirus scrobiculosus

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 дн.

Строение ядовитого аппарата. На членистой гибкой метасоме ("хвосте") имеется анальная лопасть, или тельсон, заканчивающийся ядовитой иглой. Размеры иглы и форма тельсона варьируют у разных видов. Крупный тельсон с мощной иглой имеется у скор-пионов-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 (рис. 21). 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.

Рис. 21. Ядовитый аппарат скорпионов: А - вскрытый тельсон; 1 - ядовитые железы; 2 - проток ядовитой железы; 3 - жало; 4 - отверстие протока; Б - продольный срез ядовитого аппарата; В - поперечный срез: 1 - хитиновая оболочка с порами; 2 - ядовитая железа; 3 - мышца-компрессор; 4 - соединительнотканный шов

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), мышечный тремор, затруднение дыхания, тахикардия, изменение АД, профузное слезо- и слюнотечение, обильное выделение из носа, бронхиальная гиперсекреция. 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 вегетативной нервной системы и купирование болевого синдрома. Лечебная сыворотка в СССР 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 М_r ∼ 4000, стабилизированные четырьмя внутримолекулярными дисульфидными связями.

Нейротоксины для млекопитающих состоят из 65-67 аминокислотных остатков, их М_r ∼ 7000 и они также имеют четыре дисульфидные связи.

Первичная структура некоторых токсинов, выделенных из яда пестрого скорпиона В. eupeus представлена ниже:

Инсектотоксин И₁

Инсектотоксин И₅

Нейротоксин М₉

Нейротоксин M₁₀

Нейротоксин М₁₄

Паралитическое действие инсектотоксина И₁ на тараканов Nauphoeta cinerea проявляется уже в дозе 3 мкг, что в 10-30 раз превосходит активность цельного яда. Токсичность (DL₅₀) цельного яда пестрого скорпиона для мышей составляет 3 мг/кг. Выделенные из яда нейротоксины более активны, их токсичность равна 0,7 мг/кг для токсинов М₉ и М₁₀ и 0,9 мг/кг для токсина М₁₄.

Более токсичным является яд Os-3 черного скорпиона Orthochirus scrobiculosuss. Его DL₅₀ для мышей равна 1 мг/кг, а токсичность наиболее активного нейротоксина Os-3 составляет 0,239 мг/кг:

Яд Оs-3

Механизм действия нейротоксинов заключается в замедлении скорости инактивации быстрых натриевых каналов электровозбудимых мембран, что приводит к развитию стойкой деполяризации. Этот эффект неиротоксины проявляют в низких концентрациях (10^-9-10^-7 моль/л), что указывает на высокую селективность их связывания с компонентами ионного канала. Связывание токсинов с мембраной существенно зависит от мембранного потенциала и уменьшается при его снижении.

В результате деполяризующего действия нейротоксинов возникают ритмические ПД в нервных волокнах, возрастает их длительность, увеличивается высвобождение нейромедиаторов и нейромо-дуляторов из нервных окончаний и физиологических депо (катехоламинов, эндорфинов, циклических нуклеотидов). Нарушение нейрогуморальной регуляции вызывает развитие широкого спектра патологических реакций: клонические и тонические 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).

3.1.2. Отряд Пауки (Aranei)

К отряду пауков (Aranei) относится около 27 000 видов, подавляющее число которых имеет ядовитый аппарат. В жизненном цикле пауков ядовитость играет важную роль, обеспечивая добывание пищи и защиту потомства. В фауне СССР опасными для человека, в основном, являются каракурт (Latrodectus mactans tredecimguttatus) и тарантул (Lycosa singoriensis). Болезненные укусы наносит крупный паук Eresus niger и некоторые другие. В последнее время благодаря интенсивным исследованиям появились сведения о химическом составе и механизме действия яда некоторых видов пауков, ранее мало изученных.

Строение ядовитого аппарата. Передняя пара конечностей пауков - хелицеры - служат для защиты и умерщвления добычи. Хелицеры находятся впереди рта на брюшной стороне головогруди и представляют собой короткие, но мощные двучленистые придатки, расположенные различно у представителей разных подотрядов. Пауки, являющиеся предметом нашего рассмотрения, относятся к подотряду Аранеоморфных пауков (Araneomorphae) и характеризуются вертикальным расположением основных члеников хелицер, занимающих, таким образом, перпендикулярное положение по отношению к главной оси тела. Толстый основной членик хелицер у основания заметно вздут. На вершине у внешнего края он сочленен с острым когтевидно изогнутым конечным члеником. Последний двигается только в одной плоскости и может вкладываться подобно лезвию ножа в борозду на основном членике. Края бороздки вооружены хитиновыми зубцами. На конце когтевидного членика открываются протоки пары ядовитых желез, лежащих или в основных члениках, или заходящих в головогрудь (рис. 22). Ядовитые железы представлены большими цилиндрическими мешками с характерной исчерченностью, которая зависит от наличия наружной мускулатурной мантии и косых спиральных волокон. От передних концов желез отходят тонкие выводные протоки.

Рис. 22. Ядовитый аппарат тарантула: 1 - ядовитая железа; 2 - основной членик хелицеры; 3 - коготь хелицеры

Железистый эпителий, секретирующий яд, состоит из столбчатых клеток с заметно зернистой цитоплазмой (каракурт). Среди столбчатых клеток хорошо заметны крупные овальные клетки, заполненные каплями гомогенного секрета. Клетки ядовитой железы, по-видимому, обладают голокринным типом секреции. У каракурта установлена иннервация нервных железистых клеток, секреция которых, следовательно, находится под нервным контролем.

Яд получают обычно путем экстрагирования из предварительно извлеченных ядовитых желез или методом электростимуляции. В последнем случае яд может быть загрязнен пищеварительными ферментами слюны. Чтобы избежать этого, можно получать яд, заставив паука проколоть хелицерами тонкую пленку. С биологической точки зрения "загрязненность" яда ферментами представ ляется спорной, так как они, попадая в организм жертвы одновременно с ядом, несомненно способствуют более эффективному поражению добычи.

Каракурт - Latrodectus mactans tredecimguttatus Rossi

Рис. 23. Каракурт Latrodectus mactans tredecimguttatus

Экология и биология. Кроме наиболее широко распространенного в нашей стране черного каракурта L. m. tredecimguttatus в Средней Азии встречается белый каракурт L. pallidus subs. pavlovski Charit и каракурт Даля L. dahli Levi.

Опасность представляет только самка каракурта, которая у L. т. tredecimguttatus окрашена в черный бархатистый цвет. Самки (11-13 мм) крупнее самцов, на вентральной поверхности большого яйцевидного брюшка расположены 1-2 поперечные красновато-оранжевые или желтоватые полоски. Дорсально брюшко интенсивно черное, без рисунка. У самцов - ярко-красные пятна, расположенные в центре белых пятен.

Распространен каракурт на юге европейской части СССР, в Средней Азии и Казахстане. Наиболее обычным местом гнездования каракурта является открытая степь. С наступлением половой зрелости самка поселяется в гнезде, которое состоит из спутанных паутиной растений, реже используют для этой цели норы грызунов и другие подходящие места. Обитающий в пустынях Туркмении белый каракурт строит логовище в виде пустотелого конуса, соединенного с ловчей сетью длинными сигнальными нитями.

После копуляции самцы вскоре погибают, а самки откладывают 5-12 коконов, содержащих несколько сотен яиц. Вышедшие из коконов перезимовавшие паучки уже имеют ядовитые железы.

Врагами каракурта являются осы, наездники, ежи, их кладки вытаптываются отарами овец. Освоение целинных земель и пустынь увеличило вероятность встречи человека с каракуртом. Каракурт нередок на степных фермах, где селится в сараях, гаражах, туалетах.

Картина отравления. В момент укуса чаще всего ощущается мгновенная жгучая боль, уже через 15-30 мин распространяющаяся по всему телу. Обычно больные жалуются на невыносимые боли в области живота, поясницы, грудной клетки. Характерно резкое напряжение мышц брюшного пресса. Среди симптомов общего отравления: одышка, сердцебиение, учащение пульса, головокружение, головная боль, тремор, рвота, бледность или гиперемия лица, потливость, чувство тяжести в грудной и подложечной областях, экзофтальм и мидриаз. Характерны также приапизм, бронхоспазм, задержка мочеиспускания и дефекации. Психомоторное возбуждение на поздних стадиях отравления сменяется глубокой депрессией, затемнением сознания, бредом. Известны смертельные случаи у людей и сельскохозяйственных животных.

Для лечения применяют противокаракуртовую сыворотку, хорошие результаты дает также в/в введение новокаина, хлорида кальция и гидросульфата магнезии. В любом случае необходимо обеспечить оказание медицинской помощи.

Профилактика укусов каракурта - важная задача для медицины и ветеринарии. Перспективным в этом отношении являются биологические меры борьбы с пауком с помощью наездников, уничтожающих кладки каракуртов. Из индивидуальных мер защиты рекомендуется применение в полевых условиях противомоскитного полога, предохраняющего ночью от заползания каракурта. При укусе можно прижечь это место головкой воспламеняющейся спички, так как паук прокусывает кожу своими хелицерами на глубину всего 0,5 мм. Но сделать это нужно не позднее 2-3 мин после укуса.

Химический состав и механизм действия яда. В состав яда входят нейротоксины белковой природы, а также ферменты - гиалуронидаза, фосфодиэстераза, холинэстераза, кининаза. Существует видовая чувствительность к яду. Весьма чувствительны грызуны, лошади, верблюды, крупный рогатый скот. Малочувствительны ежи, собаки, летучие мыши, амфибии, рептилии. Токсичность цельного яда (DL₅₀) составляет для рака - 62, домашней мухи - 99, морской свинки - 205 и мыши - 220 мкг/кг.

Основным действующим началом яда является нейротоксин (α-латротоксин), белок с М_r ∼ 118 000, состоящий в нативном состоянии из двух прочно связанных субъединиц с общей М_r ∼ 230 000 и р/ 5,2. Молекула субъединицы нейротоксина состоит из 1042 аминокислотных остатков. DL₅₀ α-латротоксина составляет 45 мкг/кг для мышей.

α-Латротоксин - пресинаптический токсин. Точкой приложения его действия является пресинаптическое нервное окончание, где токсин связывается с белковым рецептором, имеющим М_r ∼ 95 000. При температуре человеческого тела (37 °С) димерная молекула нейротоксина связывается с двумя молекулами рецептора, причем это связывание очень прочное (К_Д ∼ 0,1 нмоль). При понижении температуры нейротоксин связывается только с одной молекулой рецептора, причем менее прочно (К_Д ∼ 0,3 нмоль).

Комплекс нейротоксин - рецептор образует канал для Са²⁺, который входит внутрь нервного окончания и запускает процесс высвобождения нейромедиатора. Под действием нейротоксина достигается 1000-1500-кратное усиление высвобождения нейромедиатора, что приводит через 30-50 мин к истощению его запасов в нервном окончании и развитию полного блока нервно-мышечной передачи. Истощение запасов нейромедиатора подтверждается и данными электронной микроскопии, свидетельствующей о почти полном исчезновении синаптических везикул во время второй фазы действия нейротоксина. Способность α-латротоксина индуцировать проницаемость биомембран для двухвалентных катионов подтверждается экспериментами на двухслойных липидных мембранах.

Кроме α-латротоксина в яде каракуртов (L. pallidus и L. dahli) обнаружены также β-латротоксин с М_r ∼ 75 000. Аминокислотный состав β-латротоксинов разных видов каракуртов обнаруживает высокую степень гомологии.

Практическое значение. Яд служит для получения лечебной сыворотки. Нейротоксины используются как "тест"-вещества для изучения механизмов функционирования нервных мембран.

Стеатода - Steatoda (Lithyphantes) paykulliana Walk

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 М_r ∼ 100 000 обеспечивает связывание с мембраной пресинаптического окончания, тогда как низкомолекулярный компонент (М_r ∼ 5000) проникает в мембрану и формирует каналы для Са²⁺, находящегося в периневральном пространстве.

Южнорусский тарантул - Lycosa singoriensis Lazm

Рис. 24. Южнорусский тарантул - Lycosa singoriensis

Экология и биология. Крупный паук, длиной до 35 мм, густо покрыт волосками. Окраска от бурой до почти черной, иногда рыжеватая. Обычно окрашен под цвет почвы. Распространен в пустынной, степной и лесостепной зонах. Встречается до широты городов Ельца и Казани, а по пескам речных долин проникает еще севернее. Живет в глубоких вертикальных норках, выстланных паутиной. Охотится по ночам у входа в нору, днем же подкарауливает добычу в норе.

Картина отравления. В момент укуса ощущается значительная болезненность. Места проколов кожи коготками хелицер различимы невооруженным глазом и отстоят друг от друга на 3-15 мм. В месте укуса - гиперемия и отек, который может иметь значительные размеры. Боль сохраняется в течение суток, но в отличие от отравления ядом каракурта нет болей в других частях тела. Пострадавшие жалуются на общую тяжесть тела, апатию, сонливость. Могут наблюдаться озноб, учащение пульса, потливость.

Лечение носит симптоматический характер.

Химический состав и механизм действия яда. В состав яда входят токсические полипептиды и ферменты, в том числе гиалуронидаза, протеазы, эстеразы аргининовых эфиров, кининаза. Кроме того, в яде тарантулов обнаружены спермин, спермидин, путресцин, кадаверин.

Яд токсичен для позвоночных и беспозвоночных животных. У членистоногих яд вызывает паралич в результате нарушения синаптической передачи и деполяризации мембран. У млекопитающих на первый план выступают симптомы повышения сосудистой проницаемости, что ведет к развитию очагов геморрагии и некрозов во внутренних органах и месте инокуляции яда. Токсичность цельного яда (DL₅₀) для мышей 15 мг/кг. На нервно-мышечную передачу позвоночных животных яд практически не действует, но вызывает сокращения гладкой мускулатуры. Эти эффекты яда обусловлены действием содержащегося в нем токсина с М_r ∼ 11 780, состоящего из 104 аминокислотных остатков, стабилизированных пятью дисульфидными связями. Токсин вызывает увеличение проводимости хемовозбудимых кальциевых каналов гладких мышц, что в итоге приводит к их сокращению. Нарушение кальциевого баланса также ведет к развитию некрозов тканей.

Обыкновенный крестовик - Araneus diadematus CI

Рис. 25. Обыкновенный крестовик Araneus diadematus

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 М_r ∼ 1000. Нейротоксин блокирует синаптическую передачу через ацетилхолиновые и глутамат-ные 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 синапти-ческий аппарат беспозвоночных.

Аргиопа - Argiope lobata Pall

Рис. 26. Паук аргиопа Argiope lobata

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 СССР, 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 постси-наптический эффект:

Аргиопин

Аргиопин имеет М_r ∼ 636. Особенностью строения его молекулы является наличие 2,4-диоксифенолуксусной кислоты и полиамина, не характерных для биотоксинов. Аргиопин относительно селективно (К_Д ∼ 6,1 ⋅ 10^-7 моль) взаимодействует с ионными каналами глутаматного рецептора беспозвоночных и менее специфично (К_Д ∼ 2,4 ⋅ 10^-5 моль) - с ацетил холи новыми 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.

Эрезус - Eresus niger Pet

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 СССР, 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 МПКП, что свидетельствует о пресинаптическом характере действия яда.

Возможно, в яде присутствует фосфолипаза А₂, на что указывает нарушение стабильности двухслойных липидных мембран под его действием.

Погребной паук - Segestria florentina Rossi

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 М_r ∼ 5800, рI 4,75, содержащий четыре остатка цистеина 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).

3.2. Класс Насекомые (Insecta)

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.

3.2.1. 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.

Яйцеклад браконид (Braconidae), одного из семейства наездников, устроен следующим образом (рис. 27). Две сочленованные головки первой яйцекладной пластины Lam₁ соединены одна "а" с тергитом IX, а другая "в" со второй пластиной Lam₂. От первой пластины начинается эластичный стержень Rh₁ первой створки Val₁, который идет вначале вперед, а затем загибается назад. Брюшной край створки может быть зазубрен на конце. Вторая яйцекладная пластина Lam₂ довольно велика, она сочленена с нижней головкой первой пластины "в". От ее переднего края отходят вторые створки Val₃, а от заднего - третьи Val₂. Вторые вздуты у основания Bulb и слиты в непарную створку Val₂. Третьи створки желобообразны и служат футляром для Val_1,2- Все створки очень длинные и тонкие.

Рис. 27. Строение жалящего аппарата наездников: А - схема ядовитого аппарата; Б - конец брюшка наездника; Lam₁ - треугольная пластинка; Trg IX - квадратная пластинка; Lam₂ - продолговатая пластинка; Val₁ - колющая щетинка; Rh₁ - дуга колющей щетинки; Val₂ - стилет салазок; Bulb - луковица салазок

С яйцекладом 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 Val₂ и парных колющих щетинок Val₁ погружается в покровы тела жертвы (рис.28). Вслед за этим начинаются поочередные движения колющих щетинок за счет согласованных сокращений мышц m₁₇ и m₁₈. При сокращении m₁₈ квадратная пластинка Trg IX давит на треугольную пластинку Lam₁ и заставляет ее вращаться вокруг точки сочленения "в" и тем самым выдвигает колющую щетинку за салазки жала. В проксимальной части каждой колющей щетинки Val₁ имеются поперечные отростки Val₁t, расположенные внутри луковицы Bulb, и при движении они служат поршнями, проталкивающими секрет через канал, образованный между Val₁ и Val₂. При сокращении m₁₇ пластина Lam₁ поворачивается вокруг точки "в" в обратную сторону и втягивает колющую щетинку назад. Зазубрины на колющих щетинках фиксируют их в эластичной коже млекопитающих (но не в хитиновых покровах насекомых), поэтому сокращение m₁₇ ведет не к втягиванию Val₁, а к дальнейшему углублению стилета в кожу.

Рис. 28. Строение ядовитого аппарата медоносной пчелы: А - вид сверху; Б - схема ядовитого аппарата; В - вид сбоку; V al₁t - поперечный отросток; Res. gl.- резервуар кислой (парной) железы, при сокращении мышцы m₁₈ конец створки Val₁ втянут, при сокращении мышцы m₁₇ выдвигается. Остальные обозначения те же, что на рис. 27

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 (рис.29). 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.

Рис. 29. Строение жалящего аппарата осы. Обозначения см. рис. 27 и 28

Медоносная пчела - Apis mellifera

Рис. 30. Медоносная пчела Apis mellifera

Медоносная пчела - Apis mellifera

Экология и биология. Медоносная пчела с древнейших времен используется человеком для получения меда и других продуктов пчеловодства. Биология домашней пчелы изучена достаточно подробно. Кроме "одомашненных" пчел встречаются и дикие семьи, гнездящиеся в дуплах, расселинах скал. Пчелы - лучшие опылители сельскохозяйственных культур и других растений. Рабочие пчелы имеют ядовитый аппарат, служащий для защиты семьи от врагов. В нашей стране медоносная пчела широко распространена, за исключением районов Крайнего Севера.

Картина отравления. Общеизвестно, что ужаление даже одной пчелой весьма болезненно, а массовые ужаления (нападение роя и т. д.) могут привести к смертельному исходу. Кроме того, пчелиный яд - сильный аллерген, что в еще большей степени осложняет картину отравления. Клиническая картина отравления зависит от количества ужалений, их локализации, функционального состояния организма. Как правило, на первый план выступают местные симптомы отравления: боль и отек. Последний особенно опасен при поражениях слизистых оболочек рта и дыхательных путей, так как может привести к асфиксии. При попадании массивных доз яда в организм наблюдаются поражения внутренних органов, особенно почек, участвующих в выведении яда и токсических метаболитов из организма.

Аллергические реакции на пчелиный яд наблюдаются у 0,5-2 % людей. У сенсибилизированных индивидуумов резкая реакция вплоть до анафилактического шока может развиться в ответ на одно ужаление. Множественные ужаления пчелами наблюдаются вблизи ульев, когда по тем или иным причинам провоцируется инстинкт защиты гнезда. Не последнюю роль могут играть резкие запахи (духи, одеколон, алкоголь), действующие на пчел как аттрактанты.

Первая помощь. Удаляют жало из кожных покровов, затем промывают пораженные участки кожи раствором этилового или нашатырного спирта. Хороший эффект дают противогистаминные препараты, однако в тяжелых случаях необходимо обращаться за медицинской помощью. Людей, подверженных аллергическим реакциям на пчелиный яд, профилактически иммунизируют очищенными и стандартизованными препаратами из пчелиного яда. При этом достигается повышение титра иммуноглобулинов G, блокирующих антигены яда.

Химический состав и механизм действия яда. В состав яда входят ферменты - фосфолипаза А₂, гиалуронидаза, фосфатазы, альфа-глюкозидаза, бета-галактозидаза; токсические полипептиды - мелиттин, апамин, MCD-пептид, тертиапин, секапин; биогенные амины - серотонин, гистамин, катехоламины. Химический состав яда изменяется с возрастом пчелы. Так наибольшее количество мелиттина секретируется на 10-й день, а гистамина - на 35-40-й день. Полагают, что наличие механизма секреции мелиттина в первые дни жизни рабочей пчелы отражает ее биологическую специализацию - охрану гнезда от беспозвоночных, так как их ужаление происходит без аутотомии жала. У пчел-фуражиров на склоне их жизни вырабатывается больше гистамина - алгогенного болевого агента, направленного против позвоночных, так как ужаление последних приводит к гибели пчелы. Таким образом, биологическая целесообразность выработки у молодых пчел мелиттина в первые дни жизни позволяет этим особям потом принести пользу в качестве фуражиров, а некоторым из них - погибнуть, защищая гнездо.

Фосфолипаза А₂ состоит из 129 аминокислотных остатков, М_r ∼ 14 629, рI ∼ 10. Содержание фермента в яде достигает 12 %. Гидролизируя фосфолипиды, энзим приводит к образованию цитолитика лизолецитина, разрушающего мембраны эритроцитов, тучных клеток, вызывая соответствующие патологические эффекты. Фосфолипаза А₂ обладает нейротропным действием и нарушает высвобождение медиаторов из нервных окончаний. В составе целого яда фермент действует синергично с цитолитическим компонентом мелиттином, модифицируя клеточные мембраны.

Гиалуронидаза имеет М_r ∼ 35 000-53 000, оптимум рI ∼ 4-5. Так же, как фосфолипаза А₂, является гликопротеином. Кислая фосфотаза (М_r ∼ 49 000) вместе с фосфолипазой и гиалуронидазой являются главными антигенами пчелиного яда.

Мелиттин - основной компонент яда, его содержание достигает 50 %. Это сильный цитолитический полипептид, состоящий из 26 аминокислотных остатков:

Структура милиттин

Молекулярная масса мелиттина ∼ 2840, в растворах с низкой ионной силой он присутствует в виде мономера, а с высокой - тетрамера. В тетрамерной конформации мелиттин обладает свойством ионофора, что объясняет его деполяризующее действие. Мелиттин вызывает прямой гемолиз отмытых эритроцитов, высвобождает гистамин из тучных клеток, увеличивает текучесть фосфолипидного матрикса мембран, что приводит к изменению активности многих мембраносвязанных ферментов. Поверхностно-активные свойства мелиттина особенно ярко проявляются на границе раздела воздух - вода, где его активность превышает в 50-100 раз эффект известных детергентов.

MCD-пептид, или пептид, дегранулирующий тучные клетки, состоит из 22 аминокислотных остатков, его молекула имеет две внутримолекулярные дисульфидные связи:

Структура MCD-пептид

MCD-пептид в 10-100 раз более активно (на разных объектах), чем милиттин, высвобождает гистамин из тучных клеток. При использовании в дозах больших, чем необходимо для гистаминлибераторного эффекта, MCD-пептид оказывает противовоспалительное действие, причем его активность на экспериментальных моделях воспаления в 100 раз превышает действие гидрокортизона.

Апамин - октадекапептид, обладающий нейротропным действием, состоит из 18 аминокислотных остатков:

Структура апамина

При в/в введении токсичность апамина (DL₅₀) сравнительно низка - 4 мг/кг. Однако при введении в желудочки мозга токсичность возрастает в 1000-10 000 раз. Нейротропное действие апамина выражается в развитии длительного (до 48 ч) тремора, охватывающего произвольную мускулатуру тела. Под действием апамина усиливаются моносинаптические разгибательные и полисинаптические сгибательные рефлексы. Точкой приложения действия апамина в нервной системе являются Са²⁺-зависимые К⁺-каналы. Белковый компонент канала, взаимодействующий с апамином, имеет М_r ∼ 28 000.

Тертиапин и секапин - минорные компоненты яда. Тертиапин состоит из 21 аминокислотного остатка:

Структура тертиапина

Тертиапин вызывает заметное снижение частоты МПКП в нервно-мышечном соединении лягушки. Этот эффект, по-видимому, обусловлен ингибированием Са²⁺-связывающего белка кальмодулина, регулирующего процесс нейросекреции медиаторов.

Секапин при введении мышам в дозе 80 мг/кг вызывает седативный эффект, гипотермию, пилоэрекцию. Среди других минорных компонентов яда можно указать гистаминсодержащий пептид прокамин - AGQQ-гистамин.

Своеобразие химического состава пчелиного яда определяет широкий спектр его физиологического действия. При системном введении пчелиного яда экспериментальным животным на первый план выступают реакции, обусловленные эффектами его основных компонентов - фосфолипазы А₂ и мелиттина, которые маскируют действие минорных ингредиентов яда. Наиболее ярко проявляется гистаминоподобное действие пчелиного яда, поэтому антигистаминные препараты эффективно блокируют гипотензиновую реакцию, увеличение сосудистой проницаемости и др.

Однако было бы неверно свести все многообразие реакций организма на пчелиный яд только к его гистаминоподобному действию. Пчелиный яд обладает ганглиоблокирующим действием, в основном обусловленным деполяризующим эффектом мелиттина на мембрану нервных клеток. Нейротропные свойства мелиттина и цельного яда проявляются и при непосредственном воздействии на ЦНС - аппликациях, введении в ликвор и т. д. Пчелиный яд оказывает выраженное действие на сердечнососудистую систему. Под его влиянием значительно увеличивается мозговой кровоток на фоне снижения АД. Эти данные проливают свет на положительный эффект пчелинного яда при гипертонической болезни. Яд заметно увеличивает и коронарный кровоток, что в сочетании с его антиаритмическим действием объясняет лечебные свойства при некоторых заболеваниях сердечнососудистой системы.

Болеутоляющее и противовоспалительное действие яда во многом связано с эффектами MCD-пептида и активацией гипофизарно-надпочечниковой системы. Установлено, что цельный яд, апамин и мелиттин при разных способах введения в организм повышают уровень в крови кортикостероидов. Пчелиный яд и мелиттин обладают антикоагулянтным действием, активируя систему фиринолиза, и являются перспективными для лечения ряда заболеваний свертывающей системы крови. Практическое значение имеет и радиозащитное действие пчелиного яда и мелиттина. Последний угнетает окислительные процессы в облученном организме, стимулирует адаптационные механизмы, увеличивает сопротивляемость и общую неспецифическую резистентность к стрессорным воздействиям.

Практическое значение. Пчелиный яд входит в состав лекарственных препаратов.

Шмели - Bombus

Рис. 31. Шмель Bombus lapidarius

Экология и биология. Шмели относятся к тому же семейству, что и пчелы, живут однолетними семьями, включающими крупную самку - основательницу гнезда и мелких недоразвитых самок. Во второй половине лета появляются самцы и молодые самки-основательницы, которые и перезимовывают. Обитают шмели в гнезде, в дуплах. Политрофы. Важнейшие опылители луговых, лесных и сельскохозяйственных насекомоопыляемых растений. В СССР - около 125 видов.

Картина отравления. Шмели более "миролюбивые" насекомые, чем пчелы или шершни. Ужаления шмелей сопровождаются симптоматикой, сходной при отравлении пчелиным ядом: боль, отек. Значительной опасности при одиночных ужалениях не представляют, за исключением возможности развития аллергической реакции.

Лечение симптоматическое (см. пчела медоносная).

Химический состав и механизм действия яда. Несмотря на то что шмели составляют около половины всех пчелиных среднеевропейской зоны, химический состав их яда изучен недостаточно. В яде содержатся фосфолипазы А и В, гистамин, ацетилхо-лин, серотонин.

Внутривенное введение яда в дозе 100 мкг/кг вызывает у экспериментальных животных гипотензивную реакцию, которая блокируется атропином и демидролом. В более высоких дозах (500 мкг/кг) яд вызывает нарушение в деятельности сердца. Кардиотропное действие яда проявляется и на изолированном сердце в достаточно низких концентрациях 10^-8-10^-7 г/мл.

Филант, или пчелиный волк - Phylantus triangulum F.

Рис. 32. Филант Phylantus triangulum

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 СССР.

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 β, γ и δ. Молекулярная масса (β- и δ-филантотоксинов 243 и 435 соответственно. Цельный яд филанта оказывает блокирующее действие как на пресинаптическом, так и постсинаптическом уровнях. Постсинаптическое действие яда обусловлено эффектами δ-Филантотоксина, который блокирует открытые катионные каналы глутаматных рецепторов беспозвоночных, а также ингибирует обратный захват глутамата в аминергических синапсах. β-Филантотоксин не вызывает паралич у рабочей пчелы, но усиливает действие γ- и δ-филантотоксинов. δ-Филантотоксин оказывает блокирующее действие и на ионные каналы холинергических синапсов позвоночных и беспозвоночных. 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.

Шершни - Vespa

Рис. 33. Шершень Vespa crabro

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 СССР, Сибири распространен шершень Vespa crabro L. - крупное, до 35 мм длиной насекомое (рис. 33). 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 (рис. 34).

Рис. 34. 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 А₂, лизофосфолипаза, гиалуронидаза, ДНК-азы, протеазы, токсические полипептиды, ацетилхолин, гистамин, катехоламины.

Фосфолипаза А₂ из яда V. orientalis имеет М_r ∼ 16 000 и по своей N-концевой последовательности значительно отличается от фосфолипазы А₂ пчелиного яда.

В яде содержится пресинаптический нейротоксин - ориентотоксин (М_r ∼ 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 в/в 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:

мастопаран из яда шершня - Vespa orientalis

мастопаран С из яда шершня - Vespti crahro

крабролин из яда шершня - Vespa crabro

Мастопараны обладают гемолитическим действием и вызывают разобщение окислительного фосфорилирования в митохондриях.

Наездник габробракон - Habrobracon hebetor Say

Экология и биология. Бракониды паразитируют на личинках насекомых с полным превращением, отдавая заметное предпочтение гусеницам чешуекрылых. Бракониды-эндофаги паразитируют на свободно передвигающихся или временно парализованных хозяевах. В отличие от них экзофаги парализуют свои жертвы полностью или на длительный срок. К последним относится и род габробракон (Habrobracon), являющийся одним из главных врагов сельскохозяйственного вредителя хлопковой совки. Находясь на хлопковых полях, наездник в значительных количествах уничтожает гусениц совок, что в настоящее время используется в качестве метода биологической защиты растений.

Габробракон паразитирует также на некоторых других видах чешуекрылых, в частности мельничной огневки Ephestia kuehniella, которую используют для массового разведения габробракона. Наездник заражает только живых гусениц, но в лабораторных условиях установлено, что габробракон откладывает яйца и на гусениц, парализованных другими самками наездника.

Химический состав и механизм действия яда. Активные начала яда - белки с М_r ∼ 41 000 (компонент А) и ∼87 000 (компонент В), обеспечивающие 85 % всей паралитической активности. Белки весьма лабильны и легко денатурируют при хранении и обработке. Цельный яд и его компоненты обладают пресинаптическим действием, вызывая снижение частоты МПКП глутаматергического синапса чешуекрылых. Существует выраженная видовая специфичность в действии яда. Например, личинка мельничной огневки Е. kuehniella остается парализованной в течение нескольких недель, тогда как Е. figulilella быстро оправляется от действия яда, а личинки Ostrinia nubialis полностью к нему восприимчивы. Яд не действует также на холинергические синапсы позвоночных, глутаматергические синапсы пауков и ракообразных.

3.2.2. 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

Экология и биология. Ядовитыми свойствами характеризуются представители родов маек (Meloё), 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 СССР более 40 видов, в том числе Meloё violaceus March. (рис. 35).

Рис. 35. Майка фиолетовая Meloё violaceus

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. (рис. 36).

Рис. 36. Нарывник изменчивый Mylabris variabilis

Шпанские мушки Lytta visicatoria L. (рис. 37) встречаются на юге лесной зоны. Жуки имеют металлически зеленое тело с бронзовым блеском, обладают резким и неприятным запахом. Личинки паразитируют на пчелиных.

Рис. 37. Шпанская мушка - Lytta vesicatoria

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 средства. 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:

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.

Синекрылы - Paederus

Экология и биология. Хищные жуки. Живут по берегам прудов, рек, в болотистых лугах. В СССР 12-15 видов, в том числе стафилин береговой Paederus riparius с черной головой и синими надкрыльями (рис. 38).

Рис. 38. Стафилин береговой Paederus riparius

Картина отравления. Гемолимфа ядовита и при попадании на кожу вызывает папулезный дерматит, поражающий глубокие слои кожи без обильного выделения серозной жидкости. Обычно раздавливают жука, ползающего по открытым частям тела, часто во сне. Папулезный дерматит выражен в первые сутки и стихает через 3-4 дня. При попадании гемолимфы в глаза возможны конъюнктивиты, блефарит.

Первая помощь. Рекомендуются примочки теплым раствором борной кислоты.

Химический состав и механизм действия. Действующим началом гемолимфы является педерин:

педерин

Кроме педерина биологической активностью обладают его производные псевдопедерин, педерон и др. Педерин способен блокировать синтез белка в цитоплазме эукариот. При попадании педерина в пищеварительный тракт наблюдаются энтериты. Почки поражаются в меньшей степени, чем при отравлении канта-ридином.

Колорадский жук - Leptinotarsa decemlineata Say

Рис. 39. Колорадский жук Leptinotarsa decemlineata

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. Гематокрит увеличивается на 45- 70 %, в 2 раза повышается содержание мочевины в сыворотке крови и значительно возрастает активность аспартатаминотрансферазы и лактатдегидрогеназы. Нарушается электролитный баланс плазмы в сторону гиперкалиемии и гиперкальциемии.

Химический состав и механизм действия яда. Активным началом яда является белок с М_r ∼ 55 000, названный β-лептинотарзшюм. В гемолимфе близкого вида Leptinotarsa haldemani содержится токсин, названный β-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^-11 - 10^-10 моль/л лептинотоксин-h усиливает вход в Са⁺² 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 детоконсицирую-щих ксенобиотики, в том числе инсектициды, во многом объясняют его широкое распространение.

Другие виды жуков. Феномен кровопрыскания токсичной гемолимфы применяют не только нарывники, но и другие жуки. Всем хорошо известные божьи коровки (сем. Coccinellidae) при опасности выделяют из суставов капельки окрашенной гемолимфы, имеющей для человека противный вкус, который ей придают горькие алкалоиды адален и кокцинеллин. Водные растворы гемолимфы божьих коровок при инъекциях токсичны для позвоночных и беспозвоночных животных. Однако токсичность при контактном способе зависит от состояния кожи. При втирании в кожу человека гомогената из бахчевой коровки Epilachna chrysomelina (рис. 40) ярко выраженный дерматит наблюдается только при предварительном поражении кожи, тогда как неповрежденная кожа устойчива к действию гемолимфы. Жуки-бомбардиры (Brachinus) (рис. 41) являются прекрасным примером использования принципа ферментативного катализа для целей химической защиты. При возникновении опасности жук-бомбардир подворачивает брюшко и из пары отверстий, расположенных на его кончике, выпускает во врага едкую струю, сопровождающуюся звуком резкого хлопка. Брюшко весьма подвижно и жук может "стрелять очередями". Ядовитый аппарат жука-бомбардира (рис. 42) состоит из железы, соединенной протоком с резервуаром, в котором накапливаются водные растворы пероксида водорода и гидрохинонов. Через узкий проток, снабженный мускульным сфинктром, эти вещества попадают в наружную камеру, сообщающуюся с внешней средой. Клетки стенок наружной камеры секретируют ферменты каталазу и пероксидазу. Порция субстрата (гидрохинон, метилгидрохинон, пероксид водорода) выдавливаются в наружную камеру, где мгновенно протекает взрывная реакция. Каталаза разлагает пероксид водорода на воду и молекулярный кислород, а пероксидаза окисляет гидрохиноны до соответствующих хинонов:

Рис. 40. Бахчевая коровка Epilachna chrysomelina

Рис. 41. Жук-бомбардир Brachinus crepitans

Рис. 42. Ядовитый аппарат жука-бомбардира: 1 - железа; 2 - проток; 3 - резервуар; 4 - мышечный сфинктр; 5 - наружная камера; 6 - отверстие наружной камеры

Под давлением образующихся газов смесь выстреливается в виде аэрозоля при температуре ∼ 100 °С.

Путем выбрызгивания едких или токсичных веществ защищаются многие жуки. Например, чернотелки и жужелицы выделяют бензохиноны и толухиноны. Жуки-плавунцы Dytiscus выделяют млечную жидкость, содержащую 11-дезокси-кортикостерон, предшественник альдостерона у позвоночных животных. Под его влиянием у рыб развивается нарушение водно-солевого обмена и осмотического баланса вплоть до состояния шока.

3.2.3. 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 (рис. 43). Заостренный кончик волоска очень тонок, легко обламывается, в результате чего ядовитый секрет изливается наружу. У златогузки (Еuрrосtis 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.

Рис. 43. Ядовитые волоски чешуекрылых: A - волосок златогузки; 1 - защитный; 2 - ядовитый; Б - ядовитые волоски и железы златогузки; В - схема строения ядовитого волоска; 1 - ядовитый волосок; 2 - обламывающийся кончик; 3 - ядообразующая клетка; 4 - внутриклеточные ядовитые каналы; 5 - гиподерма; 6 - сосочек; 7 - эндокутикула; 8 - базальная мембрана; 9 - трихогенная клетка

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, субфибрилльное 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.

Златогузка - Euproctis chrysorrhoea L.

Рис. 44. Златогузка Euproctis chrisorhoea

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 стейной 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 M_r ∼ 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.

Обыкновенная медведица - Arctia caja L.

Рис. 45. Обыкновенная медведица Arctia caja

Экология и биология. Передние крылья темно-коричневые, размах 50-80 мм, задние - красные с 1-6 большими черными или темно-синими пятнами. Взрослые гусеницы черные с длинными волосками. Встречаются в конце весны. Обитают на травянистых растениях. Гусеницы предпочитают жимолость. Волоски гусениц вызывают конъюнктивиты, однако ядовиты и взрослые особи.

Химический состав и механизм действия яда. Из брюшка самок выделен токсический полипептид с М_r ∼ 1000, названный кайин. В концентрации 1 мг/мл он вызывает необратимую контрактуру нервно-мышечного препарата саранчи, таракана, бабочки-капустницы, сопровождающуюся деполяризацией мышечной мембраны и угнетением амплитуды ПКП. При 5-минутной экспозиции кайин вызывает ультраструктурные нарушения саркоплазматического ретикулума и митохондрий мышц саранчи. В бескальциевой среде кайин неактивен, но добавление Са²⁺ восстанавливает токсический эффект.

Кайин токсичен и для млекопитающих. Внутрибрюшинное введение мышам в дозе, эквивалентной вытяжке, полученной из 0,05-0,1 части брюшка, вызывает через 1-2 мин остановку дыхания, судороги и смерть. У кошек при введении кайина наблюдается тахикардия, апноэ, двухфазное изменение АД. Некоторые стороны токсического эффекта кайина могут быть объяснены его действием как кальциевого инофора.

3.2.4. Насекомые с ядовитым ротовым аппаратом

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.

Мошки-кровососы (сем. Simuliidae) обитают, в основном, в таежной зоне. Их укусы весьма болезненны, так как в ранку вместе с антикоагулянтом, препятствующим свертыванию крови, вводятся токсические вещества, вызывающие боль. В месте укола развивается отек, ощущается сильное жжение и зуд. При множественных укусах может развиться общее отравление. Весьма болезненны укусы взрослых особей слепней (сем. Tabanidae) и ктырей (сем. Asilidae). Их личинки также ядовиты и успешно используют это качество при охоте на других беспозвоночных. Ядовитые компоненты слюны слепней и ктырей вызывают паралич у беспозвоночных (долгоносиков, чернотелок, хрущей), а взрослые ктыри побеждают таких вооруженных насекомых, как пчелы, осы.

Выражеными ядовитыми свойствами обладает также слюна клопов, относящихся к сем. Reduviidae (Хищницы). Клопы-хищницы парализуют своей слюной беспозвоночных, но некоторые виды обладают ядом, опасным и для млекопитающих. Весьма болезненные уколы наносят клопы, относящиеся к сем. Nepidae (водяной скорпион Nepa cinerea) и к сем. Notonectidae (гладыш Notonecta glauca). На Дальнем Востоке обитают гигантские водяные клопы сем. Belostomatidae. Клопы-белостоматиды питаются мальками рыб и головастиками, но иногда нападают и на мелких рыб. Их слюна не только обладает парализующим действием, но и очень быстро разжижает внутренности жертвы.

3.3. Класс Многоножки (Myriapoda)

В классе Многоножек (Myriapoda) своими ядовитыми представителями известны Двупарноногие (Diplopoda) и Губоногие (Chilopoda). Все многоножки ведут скрытый образ жизни. Они, за редким исключением, очень чувствительны к влажности и избегают прямых солнечных лучей. В дневные часы обычно прячутся в различного рода убежища (в почву, под камни, под опавшую листву, кору деревьев и т. п.), а ночью становятся активными. Распространены очень широко во всех зонах, кроме тундры.

Строение ядовитого аппарата. У губоногих он представлен ногочелюстями. Каждая ногочелюсть состоит из шести члеников, последний из которых заострен, когтевидно изогнут внутрь (рис. 46). На его поверхности заметны продольные бороздки. Внутри этого членика проходит тонкий канал ядовитой железы, которая лежит в этом и отчасти предыдущем членике, заходя у некоторых видов сколопендр в основной членик. Канал открывается на конце когтевидного членика маленьким отверстием. Ядовитая железа имеет вид беловатых мешочков, состоящих их железистых альвеол, расположенных радиально и открывающихся в общий проток. Для получения яда применяют метод электростимуляции, либо экстрагируют из гомогената изолированных ногочелюстей.

Рис. 46. Схема строения ногочелюсти сколопендры: 1 - ядовитая железа; 2 - проток; 3 - отверстие протока

Двупарноногие многоножки, например кивсяки, не имеют ядовитых ногочелюстей. Диплоподы малоподвижны и, будучи потревожены, свертываются в спираль на брюшную сторону, что является у них средством защиты. Одновременно из многочисленных отверстий, расположенных на боковых отделах спинных щитков каждого членика туловища, изливается наружу секрет ядовитых желез, обладающий характерным запахом. В каждом сегменте находится пара ядовитых желез мешковидной формы. Выводной проток открывается в ампулу, которая представляет собой результат впячивания наружных покровов внутрь сегмента. Передний конец ампулы открывается отверстием на боковой поверхности сегмента. Запах выделяющегося секрета иногда бывает настолько силен, что белого кивсяка Pachyiulus foetidissimus, обитающего в лесах Северного Кавказа, можно обнаружить на значительном расстоянии.

Картина отравления. Укусы кольчатой сколопендры Scolopendra cingulata (рис. 47), обитающей на юге европейской части СССР, довольно болезненны. В месте укуса ощущается жгучая боль, развивается отек, недомогание, озноб. Обычно через несколько суток болезненные явления стихают без осложнений.

Рис. 47. Кольчатая сколопендра Scolopendra cingulata

Химический состав и механизм действия яда. В яде присутствует ацетилхолин, гистамин, серотонин, гиалуронидаза, холинэстераза, кининаза, ВАЕЕ-эстераза. Яд токсичен для беспозвоночных и позвоночных животных. Токсичность яда кольчатой сколопендры (DL₅₀) для мышей составила 22,5 мг/кг, а обитающей в Средней Азии Scolorendra aral caspi - 300 мг/кг. У отравленных животных наблюдается адинамия, депрессия, саливация, сужение зрачка, фибриллярное подергивание отдельных групп мышц, затруднение дыхания и в итоге - смерть.

Беспозвоночные животные также весьма чувствительны к действию яда. При естественном укусе кольчатой сколопендры наблюдается быстрая гибель саранчовых, жуков, бабочек, паукообразных. Интраторакальное введение тараканам Nauphaeta cinerea яда этой многоножки в дозах 30-100 мкг/250 мг массы тела приводит к нарушению координации движений, контрактуре конечностей с последующим развитием паралича. Парализующее действие яда обусловлено его влиянием на пресинаптические нервные окончания. Первая фаза действия яда характеризуется усилением высвобождения медиатора с последующим истощением его запасов и блоком нервно-мышечной передачи во второй фазе.