زهر یا سم مار یه مایع معمولاً زرد رنگ بسیار خطرناک و سمیه که در غدهای بزاقی خاصی در دهن مارهای سمی نگهداری می شه.
صدها گونه مار سمی در جهان پیدا میشه که واسه ضعیف کردن و فلج کردن طعمه به زهر خود متکی هستن. زهر از ترکیب انواعی از پروتئینا، آنزیما و دیگر مواد مولکولی ساخته شده.
این ترکیبات زهرآگین و سمی باعث تخریب سلولا، مشکل در سیگنالای عصبی یا هر دو می شن.
مارها از زهر خود با احتیاط فراوون استفاده می کنن که واسه ضعیف کردن طعمه یا دفاع از خود در برابر شکارچیان به بدن اونا تزریق می شه.
زهر مار با تخریب و تجزیه سلولا و بافتای زنده بدن قربونی می تونه باعث فلج شدن، خونریزی داخلی و حتی مرگ شه.
واسه این که زهر مار اثر کنه باید به بافتای خاص تزریق شده یا وارد جریان خون شه.
در حالی که زهر مار بسیار سمی و مرگباره، محققان از ترکیبات اون واسه تولید داروها واسه درمان بیماریای انسانی استفاده می کنن.
زهر چیه؟
زهر یا سم مار ترشحات مایعیه که به وسیله غدد بزاقی خاص مار سمی تولید می شه.
مارها از این زهر واسه ضعیف ساختن طعمه و کمک به انجام روند هضم غذا استفاده می کنن. ترکیب اصلی زهر مار از پروتئین تشکیل شده.
هم اینکه این ماده سمی شامل آنزیم هاییه که واکنشای شیمیایی رو تسریع می بخشن که به نوبه خود پیوندهای شیمیایی بین مولکولای بزرگ رو می شکنن. این آنزیما در هضم کربوهیدراتا، پروتئینا، فسفولیپیدها و نوکلئوتیدهای بدن طعمه تاثیردارن.
آنزیمای سمی هم اینکه در کاهش فشار خون، تخریب گلبولای قرمز خون و جلوگیری از کنترل ماهیچه ها بسیار قوی عمل میکنن. یکی دیگه از ترکیبات زهر مار، زهر پلیپپتیده. پلی پپتیدها رشته هایی از اسیدهای آمینه هستن که از ۵۰ یا تعداد کمتری اسیدهای آمینه تشکیل شدن. پلی پپتیدها باعث مشکل در کارکرد سلولا می شن که مرگ سلول رو به دنبال داره.
بعضی از ترکیبات توکسینای موجود در زهر در همه مارهای سمی یافت می شن در حالی که دیگه ترکیبات فقط در زهر مارهای خاصی وجود دارن.
۳ نوع اصلی زهر در مارها: سیتو توکسینا، نوروتوکسینا و هموتوکسینا
هر چند زهر مار از ترکیب پیچیده ای از توکسینا، آنزیما و ترکیبات غیرسمی ساخته شده اما در کل میشه سم مار رو در سه گروه دسته بندی کرد: سیتوتوکسینا، نوروتوکسینا و هموتوکسینا. دیگه شکلای جور واجور توکسینای مارها شکلای جور واجور خاصی از سلولا رو تحت تاثیر قرار میدن که از این سموم میشه به کاردیوتوکسین، میوتوکسین و نفروتوکسین اشاره کرد.
سیتوتوکسینا
سیتوتوکسینا مواد سمی هستن که سلولای بدن رو تخریب میسازن. این ترکیبات سمی باعث مرگ تموم یا بخشی از سلولای یه بافت یا بخش می شن، فرآیندی که به اون «مردگی بافت» یا «نکروز» (necrosis) می گن. بعضی بافتا ممکنه در نتیجه زهر دچار نکروز آبی شن که در اون بافتا به طور کامل یا بخشی تبدیل به بافتی مایع شن. اینجوری سیتوتوکسینا در واقع حتی قبل از بلعیده شدن طعمه به وسیله مار هم روند هضم و تجزیه اونو شروع کردن. سیتوتوکسینا معمولاً شکلای جور واجور خاصی از سلولا رو تحت تاثیر قرار میدن.
کاردیوتوکسینا در واقع سیتوتوکسینایی هستن که به سلولای قلبی آسیب می رسونن. میوتوکسینا هم سلولای بافتای عضلانی رو هدف قرار داده و تخریب می کنن.
نفروتوکسینا هم سلولای کلیه رو تجزیه می کنن. بسیار از شکلای جور واجور مارهای سمی ترکیبی از سیتوتوکسینا در زهر خود دارن و یه سریای دیگه هم ممکنه نوروتوکسین یا هموتوکسین هم تولید کنن. سیتوتوکسینا با آسیب رسوندن به غشای سلول باعث از بین رفتن سلولا و تسریع روند نابودی و مرگ سلولا می شن.
یه سریای دیگه از سیتوتوکسینا هم می تونن باعث مرگ برنامه ریزی شده سلولا شن که به اون «آپوپتوز» (apoptosis) می گن. بیشتر آسیبای بافتی قابل رویت که به وسیله سیتوتوکسینا اتفاق می افته در محل گزش قرار داره.
نوروتوکسینا
نوروتوکسینا هم ترکیبات شیمیایی هستن که واسه سیستم عصبی سمی بوده و با مشکل ایجاد کردن در سیگنالای شیمیایی (نوروترنسمیترها یا فرستنده های عصبی) که بین نورونای عصبی رد و بدل می شن به بدن قربونی آسیب شدیدی وارد می کنن. این ترکیبات سمی می تونه باعث کاهش تولید فرستنده های عصبی یا از کار انداختن مراکز دریافت این اجزای مهم سیستم عصبی شن. یه سریای دیگه از نوروتوکسینا با بستن کانالای کلسیومی و پتاسیمی با دروازه ولتاژی تاثیر خود رو روی سیستم عصبی قربونی اعمال می کنن. این کانالا واسه انتقال سیگنالا در میان سلولای عصبی (نورونا) بسیار حیاتی هستن.
نوروتوکسینا باعث فلج عضلانی می شن که که می تونه به مشکل در تنفس و در آخر مرگ منتهی شه.
مارهای خونواده «Elapidae» به طور خاص زهر نوروتوکسین تولید می کنن. این مارها نیشای کوچیک و بسیار نوک تیزی دارن و شامل کبراها، مامباها، مارهای دریایی، افعیا و مارهای مرجانی می شن.
نمونه هایی از نوروتوکسینای مارها عبارتند از:
کلسی سپتاین (Calciseptine): این نوروتوکسین از راه بستن کانالای کلسیمی دروازه ولتاژی باعث ایجاد مشکل در انتقال پیامای عصبی می شن.
مامبای مشکی از این نوع زهر استفاده می کنه.
کوبروتوکسین (Cobrotoxin): این ترکیب سمی به وسیله مارهای کبرا تولید شده و گیرنده های استیل کولین نیکوتینی رو مسدود می سازه که به فلج شدن بدن قربونی میرسه.
کلسی کلوداین (Calcicludine): مانند کلسی سپتاین، این نوروتوکسین هم کانالای کلسیمی دروازه ولتاژی رو مسدود ساخته و باعث مشکل در انتقال پیامای عصبی می شه.
این نوع زهر در مامبای سبز شرقی دیده می شه.
فاسکیکولین- آی (Fasciculin-I): این نوروتوکسین هم در زهر مامبای سبز شرقی پیدا میشه که باعث توقف کارکرد آنزیم استیل کولین استراز شده که نبود کنترل روی حرکات ماهیچه ها، تشنج و نبود توانایی در نفس کشیدن رو به دنبال داره.
کالیوتوکسین (Calliotoxin): این ترکیب کشنده به وسیله مارهای مرجانی آبی تولید شده و کانالای سدیمی رو هدف قرار میده. اینجوری کالیوتوکسین مانع از بسته شدن این کانالا شده و فلج شدن تموم بدن رو به دنبال داره.
هموتوکسینا
هموتوکسینا سمای خونی هستن که اثرات سیتوتوکسیک (عکس العمل ایمنی سلولی) داشته و بستن طبیعی خون رو هم دچار مشکل میسازن. این ترکیبات باعث می شن که گلبولای قرمز خون یهو باز شده، مشکل در کارکرد فاکتورهای انعقادی خون ایجاد شده و یا مرگ بافت و آسیب به ارگانای داخلی اتفاق بیفته. تخریب گلبولای قرمز خون نبود توانایی خون در بستن طبیعی باعث خونریزی شدید داخلی می شه.
انباشته شدن و افزایش تعداد گلبولای قرمز تخریب شده می تونه کارکرد طبیعی کلیه رو تحت تاثیر بذاره.
در حالی که بعضی هموتوکسینا باعث جلوگیری از بستن خون می شن یه سریای دیگه باعث به هم چسبیدگی پلاکتای خونی یا دیگه ترکیبات خونی می شن.
در نتیجه لختهای خونی شکل میگیره که رگای خونی رو مسدود کرده و به از کار افتادن قلب در نتیچه سکته قلبی منجر می شن.
مارهای خونواده «Viperidae» از جمله افعیا و افعیای حفار این نوع از توکسینا رو تولید می کنن.
چگونگی انتقال زهر و سیستم تزریق اون
بیشتر مارهای سمی با به کار گیری دندونای نیش خود زهر رو به بدن قربونی تزریق می کنن. دندونای نیش در تزریق زهر بسیار موثر هستن چون بافت بدن قربونی رو سوراخ کرده و باعث می شن که ترکیب سمی وارد زخم ایجاد شده شه.
بعضی از مارها می تونن سم رو به عنوان یه کارکرد دفاعی به سمت تهدیدات پرت کنن. سیستم تزریق زهر شامل ۴ بخش کلی س: غدهای زهر، ماهیچه ها، لوله های لنفی و دندون نیش.
غدهای زهر: این غدهای تخصصی در سر مار قرار داشته و مسئول تولید و ذخیره سازی زهر هستن.
ماهیچه ها: ماهیچه های سر مار که در نزدیکی غدهای سم قرار دارن در مکش و بیرون اومدن زهر از این غدها کمک بسیاری می کنن.
لوله های لنفی: این مجراها راهی رو واسه انتقال زهر از غدهای تولید سم به دندونای نیش جفت و جور میسازن.
دندون نیش: دندون نیش در واقع دندانایی با وظیفه و ساختار خاص هستن که با ساختار توخالی خود تزریق زهر به بدن قربونی رو ممکن میسازن.
مارهای خونواده «Viperidae» (افعیا) دارای یه سیستم تزریق زهر هستن که بسیار پیشرفته س. زهر به طور مرتب تولید شده و در غدهای زهر ذخیره می شه.
قبل از این که افعیا قربونی خود رو نیش بزنن، دندونای نیش خود رو از غلاف خارج می کنن. بعد از نیش زدن، ماهیچه های دور و بر غدهای زهر مقداری از این ترکیب کشنده رو به درون کانال بسته شده دندون نیش منتقل می کنن. مقدار زهری که تزریق می شه به طور کاملً در کنترل ماره و به اندازه قربونی یا طعمه بستگی داره.
معمولاً افعیا بعد از تزریق زهر، طعمه خود رو رها می کنن. مار صبر می کنه تا زهر اثر خود رو گذاشته و اونو فلج کنه و بعد به بلعیدن اون می پردازه.
مارهای خونواده «Elapidae» (مانند کبراها، مامباها و مار جعفری) سیستم انتقال و تزریق زهر مشابهی با افعیا دارن. اما برخلاف افعیا، این جور از مارها دارای دندون نیش متحرک نیستن. مار جعفری در این موضوع در میون این دسته از مارها یه استثنا هستش.
خیلی از این مارها دارای دندونای ریز و کوتاهی بوده که ثابت بوده و همیشه در حالت تیز و آخته باقی می مانند. بعد از نیش زدن قربونی، این مارها معمولاً قربونی خود رو نگه داشته و حرکتی مثل جویدن روی زخم رو انجام میدن تا از ورود مقدار کافی زهر به بدن ان مطمئن شن.
مارهای سمی خونواده «Colubridae» دارای یه کانال باز در هر دندون نیش هستن که به عنوان راهی واسه عبور زهر عمل می کنه.
این مارهای سمی معمولاً دارای دندونای نیش عقبی ثابت هستن و موقع نیش زدن بدن قربونی عمل جویدن زخم رو انجام میدن.
زهر این مارها معمولاً نسبت به دیگر شکلای جور واجور مارهای سمی اثر کمتری روی بدن آدم داره با این وجود زهر تعداد کمی از مارهای این خونواده هم مرگبار میشه.
زهر مارها روی خود مارها موثر میشه؟
از اونجایی که بعضی از مارها از سم خود واسه کشتن طعمه های خود استفاده می کنن، به چه دلیل مارها بعد از خوردن طعمه ای که بدن اون به وسیله سم مار مسموم شده دچار مشکل نمی شه؟ مارهای سمی در مقابل زهری که واسه کشتن طعمه استفاده می شه ایمن هستن چون بخش کلی زهر مار از پروتئین تشکیل شده.
توکسینای با پایه پروتئینی باید به درون بافت یا جریان خون تزریق شده و یا به وسیله اون جذب شن تا بتونن تاثیر مرگباری داشته باشن. بلعیدن و خوردن زهر هیچ آسیبی به بدن وارد نمی کنه چون توکسینی که پایه اون از پروتئین باشه به وسیله اسیدهای معده و آنزیمای گوارشی به اجزای کوچیک سازنده اونا تجزیه می شن.
این موضوع باعث از بین رفتن اثر کشنده توکسینای پروتئینی شده و اونا رو به مقداری اسید آمینه بی ضرر تبدیل می سازه. با این وجود اگه این توکسینا وارد جریان خون شن مرگبار هستن. در بدن مارهای سمی مکانیسما و توانمندیای زیادی هست که اونا رو در برابر سم خود ایمن ساخته و یا کمتر در برابر زهر خودشون آسیب پذیرشون می سازه. غدهای تولید زهر در بدن مار طوری منظم و قرار گرفتن که از وارد شدن زهر به بدن مار و در واقع نشت کردن به دیگر نقاط بدن اون جلوگیری می شه.
هم اینکه مارهای سمی دارای آنتی بادیا و ترکیبات ضد زهری هستن که در صورت ورود زهر خود یا گزیده شدن به وسیله یه مار سمی دیگه هیچ مشکلی واسه اونا پیش نمیاد.
هم اینکه محققان فهمیدن که کبراها تغییراتی رو در گیرنده های استیل کولین درون ماهیچه های خود به عمل آورده ان که از چسبیدن نوروتوکسینای زهر خود به این گیرنده ها جلوگیری می کنه.
بدون این گیرنده های تغییر یافته،نورتوکسین مار می تونست به گیرنده های ماهیچه ای بدن خود مار وصل شده و فلج شدگی و مرگ رو واسه مار به دنبال داشته باشه. از این رو کبراها فقط به دلیل تغییراتی که در ساختار گیرنده های استیل کولین خود ایجاد کردن در برابر زهر کبراهای دیگه هم ایمن هستن. از این رو میشه گفت در حالی که مارهای سمی نسبت به زهر خود ضعیف نیستن اما در مقابل زهر مارهای دیگه خیلی ایمن نیستن.
زهر مار و داروسازی
علاوه بر ساخت پادزهر، مطالعه سم مارها و کارکردهای بیولوژیکی اونا واسه کشف راه های جدید به خاطر مقابله با بیماریا بسیار حیاتی و موثره. بعضی از این بیماریا شامل حمله قلبی، فراموشی، سرطان و بیماریای قلبی می شن.
از اونجا که توکسینای موجود در زهر، سلولای خاصی رو هدف قرار میدن، محققان در حال بررسی این توکسینا واسه ساخت داروهای جدیدی هستن که بتونن سلولای خاصی رو هدف بذارن. هم اینکه بررسی این ترکیبات سمی باعث تولید داروهای مُسکن بسیار قوی و رقیق کننده های خونی بسیار موثری شده.
محققان از خاصیتای ضد انعقادی هموتوکسینا در تولید داروها واسه درمان فشار خون بالا، بیماریای خونی و سکته های قلبی استفاده کردن.
هم اینکه از نوروتوکسینا واسه درمان بیماریای مربوط به مغز از جمله سکته مغزی سود بردن. اولین دارویی که براساس زهر ساخته شده و مورد تایید انجمن غذا و داروی آمریکا هم قرار گرفت داروی کاپتوپریل (captopril) بود که از زهر افعی برزیلی گرفته شده و در درمان فشار خون بالا استفاده میشن. از دیگر داروهایی که از ترکیبات سمی زهر مارها گرفته شده میشه به اپتیفیباتید (eptifibatide) از زهر مار زنگی و تیروفیبان از زهر افعی فلس اره ای آفریقایی نام برد که واسه درمان حمله قلبی و درد سینه استفاده می شن.
حقایقی باحال و کمتر شنیده شده در مورد «شاه کبرا»؛ خطرناک ترین مار زهر دار جهان
با ۱۰ گونه از سمی ترین و خطرناک ترین عنکبوتای جهان آشنا شید