سم مارهای سمی و استفاده از آن ها در پزشکی - کالارنا

خبرنگاران | سرویس علوم - وقتی سخن از نیش های مرگبار آن ها به میان می آید وحشت تمام وجود انسان را می گیرد!یکی از مرگبارترین و خطرناک ترین حیوانات کشنده موجود در حیات وحش مار های سمی هستند. اما جالب اینجاست که سم کشنده این مار ها که آن ها را به موجودات خطرناکی بدل ساخته است، همان چیزی است که نزد جامعه محققین پزشکی ارزشمند تلقی می گردد. دانشمندان حوزه پزشکی در طول سال ها این نکته را کشف نموده اند که ترکیب مرگبار سم مارهای سمی، در معالجه بعضی از بیماری های انسان مفید واقع می گردد. در ادامه با انواع سم مارهای سمی و استفاده آن ها در پزشکی آشنا می شوید.

انواع سم مارهای سمی: سیتوتوکسین، نوروتوکسین و هوموتوکسین

هرچند سم مار های سمی از مجموعه پیچیده ای از ترکیبات زهردار، آنزیم ها و مواد غیرسمی تشکیل شده است، اما از لحاظ تاریخی به سه نوع اصلی تقسیم می شوند: سیتوتوکسین، نوروتوکسین و هوموتوکسین. انواع دیگر سمومی که مار ها ترشح می نمایند، بخش خاصی از سلول ها را تحت تأثیر قرار می دهند و شامل کاردوتوکسین، میوتوکسین و نفروتوکسین می شوند.

1. سیتوتوکسین

سیتوتوکسین ها موادی سمی هستند که سلول های بدن را نابود می نمایند و ممکن است باعث مرگ اغلب و یا تمام سلول های یک بافت یا ارگان شوند. این مواد عارضه ای را پدید می آورند که آن را بافت مردگی می خوانیم. ممکن است بعضی از بافت ها دچار میعان بافت شوند. معیان بافت به معنای تغییر حالت کلی یا بخشی از بافت از جامد به مایع است. سیتوتوکسین هضم شکار را راحت تر می نماید. سیتوتوکسین ها معمولا مختص نوع سلول تأثیرپذیر هستند. گروهی از سیتوتوکسین ها که به سلول های قلب حمله می نمایند، کاردوتوکسین نامیده می شوند. میوتوکسین ها سلول های ماهیچه ای را هدف قرار داده و به مایع تبدیل می نمایند. اما آن گروهی که سلول های کلیه را نابود می نمایند، نفروتوکسین ها هستند. بسیاری از گونه های مار های سمی دارای ترکیبی از سیتوتوکسین ها هستند و تعدادی امکان فراوری نوروتوکسین و هوموتوکسین را هم دارند. سیتوتوکسین ها با ضربه زدن به پوسته سلول آن ها را نابود نموده و منجر به زوال و فساد سلول می شوند. البته این احتمال وجود دارد که سلول متحمل مرگ سلولی برنامه ریزی شده یا آپوپتوز گردد. اغلب آسیب های سلولی قابل مشاهده که به وسیله سیتوتوکسین ها ایجاد می شوند، در محل گزش به وجود می آیند.

2. نوروتوکسین

نوروتوکسین ها دسته ای از مواد شیمیایی هستند که سیستم عصبی را زهرآلود می نمایند. این مواد تاثیر خود را با ایجاد اختلال در انتقال سیگنال های شیمیایی (انتقال دهنده های عصبی) میان یاخته های عصبی نمایش می دهند. وجود نوروتوکسین ممکن است به کاهش فراوری انتقال دهنده های عصبی یا انسداد مواضع دریافت انتقال دهنده عصبی منجر گردد. نوروتوکسین های دیگر مار ها موجب انسداد کانال های ولتاژ خروجی کلسیم و کانال های ولتاژ خروجی پتاسیم می شوند. این کانال ها در امر انتقال و راهنمایی سیگنال ها در میان یاخته های عصبی اهمیت زیادی دارند. نوروتوکسین ها باعث فلج شدن ماهیچه ها می گردد. این نوع سم شاید منجر به مسائل تنفسی و مرگ گردد. مار های خانواده الاپیدا (Elapidae) معمولا زهر نوروتوکسین فراوری می نمایند. دندان های نیش مارهای سمی کبرا، مامبا، مار های دریایی، افعی های مرگبار و مار مرجانی کوچک و راست هستند.

انواع نوروتوکسین مار های سمی:

• کالسیپتین: این نوروتوکسین انتقال ضربان عصبی را با انسداد کانال های ولتاژ خروجی کلسیم مختل می سازند. مامبا های سیاه از این نوع زهر فراوری می نمایند.
• کابروتوکسین: مار های کبرا با فراوری این قسم نوروتوکسین، گیرنده استیلکولین نیکوتینی را مسدود می نمایند و منجر به فلج شدن شکار می شوند.
• کالسیلودین: این نوروتوکسین هم مانند کالسیپتین با انسداد کانال های ولتاژ خروجی کلسیم در سیگنال های عصبی اختلال ایجاد می نماید. میتوان کالسیلودین را در مامبا های سبز شرقی یافت.
• فاسیکولین یک: این نوع نوروتوکسین که در نیش مامبا های سبز جنوبی هم یافت می گردد با جلوگیری از عملکرد استیل کولینستراس به حرکت غیر قابل کنترل ماهیچه ها، تشنج و فلج تنفسی منجر می گردد.
• کالیتوکسین: کالیتوکسین توسط مار های مرجانی آبی فراوری شده، کانال های سدیم سلول های عصبی را هدف قرار داده و از بسته شدن آن ها جلوگیری می نمایند. این اتفاق باعث فلج شدن کل بدن می گردد.

3. هوموتوکسین

هوموتوکسین نوعی سم خونی است که علاوه بر تاثیرات سیتوتوکسیکی منجر به ایجاد اختلال در فرآیند طبیعی لخته شدن خون می گردد. این مواد سمی باعث باز شدن پی در پی سلول های قرمز خونی، دخالت در عوامل لخته شدن خون و مرگ بافت و آسیب بافت های مختلف می شوند. نابودی سلول های قرمز خونی و عدم توانایی لخته کردن خون به خونریزی داخلی شدید می انجامد. از عوارض دیگر انباشته شدن سلول های قرمز خونی مرده ایجاد اختلال در فعالیت مطلوب کلیه است. در حالی که تعدادی از هوموتوکسین ها مانع لخته شدن خون می شوند، تعدادی دیگر موجب به هم چسبیدگی پلاکت ها و دیگر سلول های خونی می گردند. در نتیجه لخته ها مانع گردش خون به وسیله رگ های خونی شده و می توانند نارسایی قلبی ایجاد نمایند. نیش مار های خانواده وایپریدا مانند وایپر و پیت وایپر حاوی هوموتوکسین است.

استفاده از سم مارهای سمی در پزشکی

دارو های مشتق شده از هوموتوکسین در درمان حملات قلبی و اختلالات خونی مفید واقع می شوند. اولین داروی گرفته شده از توکسین مار های سمی برای درمان فشار خون بالا مورد استفاده نهاده شد. این سم از یک پیت وایپر برزیلی گرفته شد و دارای ماده ای بود که مانع عملکرد صحیح آنزیم آنژیوتانسین در بدن می شد. بدن انسان از این آنزیم برای تداوم فشار خون ثابت استفاده می نماید. بنابراین، محققین پزشکی نسخه مصنوعی پروتئین موجود در سم مار را فراوری نموده و در دارو های مربوط به درمان فشار خون بالا از آن استفاده می نمایند.

دیگر دارو های مشتق شده از هوموتوکسین شامل اپتیفیباتید (پروتئین بهبود یافته موجود در سم مار زنگی) و تیروفیبیان (پروتئین نوعی مار افعی آفریقایی) می گردد. دارو های مزبور در درمان حملات قلبی خفیف کاربرد دارند، و به انحلال و پیشگیری از لخته شدن خون یاری می نمایند. آزمایشات پزشکی بر این مسئله دلالت دارد که مصرف مقدار اندکی از سم افعی مالایانی به انحلال لخته شدن خون در سکته های مغزی و پیشگیری از تشکیل لخته های جدید یاری می نماید. دارو های مشتق شده از نوروتوکسین ها برای درمان آسیب های مغزی، سکته ها و بیماری هایی از قبیل آلزایمر و پارکینسون کاربرد دارند.

دانشمندان همچنین سرگرم مطالعه و آنالیز استفاده از سم مار ها به عنوان یک منبع بالقوه ترکیبات دارو های مسکن هستند. آن ها این مسئله را معین نموده اند که دو مولکول مشتق شده از سم مامبای سیاه به اندازه مورفین در تسکین درد موثر هستند. اما پیش از آن که داروی مشتق شده از سم مامبای سیاه برای مصارف انسانی مورد استفاده قرار گیرد، باید مطالعات و تحققیات بیشتری انجام گردد. ولی نکته مثبت خبر مذکور این است که آزمایشات مقدماتی نتایج امیدبخشی را به دنبال داشته است.

محققین با توجه به تأثیرگذاری این سموم در درمان اختلالات سیستم گردش خون مشغول آنالیز پتانسیل پروتئین موجود در سم مار های سمی برای درمان بیماری هایی از قبیل سرطان هستند. آن ها به این نتیجه رسیده اند که ترکیبی ناشناخته در سم نوع خاصی از مار ها وجود دارد که پتانسیل ایجاد اختلال در کارکرد سلول های سرطانی را داراست. دانشمندان معتقدند که این ماده موجود در سم مار ها می تواند برای ایجاد اختلال در جریان خون به تومور و بنابراین پیشگیری از رشد آن مورد استفاده قرار گیرد. از آنجا که توکسین های سمی نوعی پروتئین هدفمند هستند، بر انواع خاصی از سلول ها تأثیرگذارند، پس سلول های سالم تحت تأثیر قرار نخواهند گرفت.

چند نمونه سم مارهای سمی و استفاده آن ها

1. درمان سرطان با سم مار زنگی

سم مار زنگی ماده ای شیمیایی به نام کروتوکسین دارد. این ماده برای سلول ها سمی است، اما فقط بر انواع خاصی از سلول ها که در خون و ماهیچه وجود دارند، تأثیر می گذارد. محققین یک ترکیب منحصر به فرد که از سم کروتوکسین تشکیل شده است را با نام داروی CB24 فراوری نموده اند. این دارو سلول های تومور هایی را که بدون هیچ کنترلی رشد می نمایند را پیدا می نماید و از بین می برد. این دارو برای دستیابی به درمان سرطان فراوری شده است.. آزمایشات اولیه امیدبخش هستند هرچند هنوز CB24 در بازار موجود نیست.

2. کاهش فشار خون

در دهه 1970 میلادی دانشمندان یکی از اولین دارو های مبتنی بر مواد شیمیایی موجود در سم را فراوری کردند. سم پیت وایپر برزیلی حاوی پروتئینی است که آنزیم تبدیل آنژیوتانسین (ACE) را که فشار خون انسان و پستانداران را بالا میبرد، مختل می نماید. ماده موجود در این سم مانع عملکرد آنزیم آنژیوتانسین می گردد، در نتیجه فشار خون کاهش پیدا می نماید. محققین این سم را به یک داروی غیرسمی مسدود نماینده ACE تبدیل نموده و در درمان فشار خون بالا از آن استفاده می نمایند. امروزه میلیون ها آمریکایی از مسدود نماینده های ACE استفاده می نمایند. این دارو همچنین خطر بیماری های کلیوی، سکته و دیابت را کاهش می دهد.

3. اختلالات سیستم عصبی مرکزی

مامبای سیاه که در دشت های هموار آفریقا زندگی می نماید، می تواند شخص را تنها با یک قطره از زهر خود هلاک کند. قدرت نیش این مار در نوروتوکسین های آن، یعنی موادی شیمیایی که سیستم عصبی را معیوب می نمایند، نهفته است. محققین دانشگاه دل کاریبوی مرکزی کورپوریتو، از روشی که این مواد شیمیایی برای انسداد سلول های عصبی به کار می گیرند، شگفت زده هستند. محققان مشغول آنالیز شیوه عملکرد این مواد شیمیایی هستند تا بتوانند در آینده برای درمان بیماری هایی مانند آلزایمر و پارکینسون، که مغز و سیستم عصبی را نابود می نمایند، از آن ها استفاده نمایند.

4. ساخت پادزهر

شاید این قضیه بدیهی به نظر برسد، وقتی سم وجود دارد، پادزهر نیز باید وجود داشته باشد. اما باید دانست که فرآیند جمع آوری سم و فراوری یک پادزهر، که از سال های 1800 به این سو تغییری در آن رخ نداده، بسیار خسته نماینده است. متخصصین سم را از نیش مار استخراج نموده و در یک بطری مخصوص جمع آوری و سپس خشک می نمایند. در مرحله بعد، مقدار اندکی از سم را به یک حیوان انتخاب شده تزریق می نمایند، و پس از چند هفته، خون حیوان را کشیده و پادتنی را که بدن حیوان برای مقابله با زهر ساخته، استخراج می نمایند. آنزیم های تشکیل دهنده فعال را از مابقی پادتن قطع می نمایند و سپس محصول نهایی را خشک نموده و یا اینکه برای مصرف انسانی به صورت مایع به بازار می فرستند.