Jad węży

Jad węży

Gdybyśmy chcieli scharakteryzować jad poszczególnych gatunków węży, stworzylibyśmy grubą księgę pełną drastycznych opisów. Natura jednak ułatwiła nam nieco zadanie, ponieważ każdy rodzaj, rodzina lub gatunek łączy często skład i działanie toksyny, którą produkuje. Oczywiście, jak to w przyrodzie bywa, spotykamy się również z licznymi wyjątkami.

Ewolucja jadu i układu jadowego

Toksyna pojawiła się u zwierząt sklasyfikowanych dziś w grupie Toxicofera ok. 170 mln lat temu. Na przestrzeni wieków skład jadu ewoluował w wielu kierunkach, dzięki czemu wśród dzisiejszych węży spotyka się wiele jego rodzajów.

Zanim jednak toksyny te stały się bardzo złożone i zróżnicowane, zbudowane były z bardzo prostych białek połączonych w pary gruczołów. Zestaw białek zaczął ewoluować w różnych kierunkach, w zależności od podrzędu (m.in. węże, Iguania, Autarchoglossa). Kilka rodzajów węży straciło jednak całkowicie zdolność do wytwarzania jadu z reguły na skutek zmiany diety.

Na podstawie wieloletnich badań udało się wykazać, że na produkcję jadu wpływa kilka czynników, m.in. wrogowie naturalni węża, a także jego preferencje żywieniowe. Zauważono również, że u niektórych gatunków skład toksyny zmienia się w zależności od diety. Istnieją również gatunki, u których jad jest bardziej toksyczny w stosunku do konkretnych rodzajów ofiary.

Rodzaje jadu

Każda toksyna ma inną funkcję. Współcześnie rozróżnić można 4 rodzaje jadu:

Neurotoksyny

Atakujące układ nerwowy, produkowane głównie przez rodzinę zdradnicowatych. Wyjątkiem jest na przykład kobra czarnoszyja (Naja nigricollis), zwana plującą, której jad zaliczany jest do cytotoksyn.

Hemotoksyny

Niszczące krwinki czerwone lub powodujące ich nadmierne krzepnięcie), występujące przeważnie u żmijowatych. Grzechotnik pustynny (Crotalus scutulatus), należący do rodziny żmijowatych, produkuje jednak neurotoksynę.

Toksyny proteolityczne

Powodujące rozkład wiązania peptydowego. Prowadzi to do rozpadu białek na aminokwasy i peptydy)

Cytotoksyny

Niszczące komórki, co prowadzi często do powstania martwicy tkanek)

Do neurotoksyn zalicza się:

Fascikulinę (fasciculus)

Powodującą gwałtowne i długotrwałe skurcze mięśni. Występuje u mamb i niektórych grzechotników.

Dendrotoksyny

Hamujące neurotransmisję jonów dodatnich i ujemnych, co z kolei prowadzi do zahamowania impulsów nerwowych, tym samym paraliżując mięśnie. Wytwarzane są na przykład przez mamby.

Alfa-neurotoksyny

Blokujące nikotynowe receptory acetylocholinozależne. Zjawisko to prowadzi nieuchronnie do paraliżu i śmierci na skutek porażenia mięśni oddechowych. Produkują ją m.in. węże morskie, niemrawiec prążkowany (Bungarus multicinctus) oraz kobra królewska (Ophiophagus hannah).

Do grupy cytotoksyn wchodzą:

Fosfolipazy

Enzymy przekształcające się w substancje lipofilowe (rozpuszczające się w tłuszczach), które następnie przebijają błony komórkowe. Toksynę tę produkuje gatunek Trimeresurus flavoviridis, zaliczający się do rodziny żmijowatych i podrodziny grzechotnikowatych.

Kardiotoksyny

Substancje wyjątkowo szkodliwe dla serca – toksyna uniemożliwia skurcze mięśni, głównie mięśnia sercowego. Wywołuje to zaburzenia pracy i całkowite zatrzymanie akcji serca. Producentami tej groźnej toksyny są mamby i niektóre kobry.

Określenie toksyczności jadu – LD₅₀

Toksyczność jadu węża określa się przez test toksykologiczny, zwany średnią dawką śmiertelną, czyli LD₅₀ (skrót od lethal dose 50%). Test ten określa stężenie toksyny potrzebne do zabicia połowy (czyli 50%) badanej populacji zwierząt. Wiadomo bowiem, że moc jadu u węży jest bardzo zróżnicowana nawet w obrębie tego samego gatunku. Na toksyczność jadu wpływa wiele czynników, w tym: środowisko, kondycja zdrowotna węża, czynniki genetyczne, itp. – więcej na ten temat w artykule Najbardziej jadowite węże Top30

Wstrzyknięcie (iniekcja) jadu

Żmijowate

Rodzina tych węży dysponuje najbardziej rozwiniętym układem jadowym. Ich gruczoły jadowe są bardzo duże, dodatkowo otoczone żwaczem lub mięśniami skroniowymi. Z gruczołów wychodzą specjalne kanaliki, które doprowadzają toksynę do kłów jadowych. Dzięki ruchomym szczękom, połączonym z czaszką więzadłami, zwierzę potrafi otworzyć paszczę bardzo szeroko. Jad wyrzucany jest poprzez skurcz mięśni uciskających na gruczoły jadowe.

Zdradnicowate

Dzięki czaszce kinetycznej (którą posiadają prawie wszystkie węże, choć różni się ona w zależności od rodzaju), gady te również posiadają bardzo elastyczne szczęki. Kły natomiast mają budowę rur, są ponadto krótkie i nie są tak ruchliwe, jak u żmij.

Ukąszenie

Kilka rodzajów węży, w tym azjatycki Calliophis, afrykański Atractaspis oraz podrodzina Causinae mogą pochwalić się wyjątkowo długimi gruczołami jadowymi. Rozciągają się one wzdłuż boków ciała; w niektórych przypadkach sięgają nawet serca. Jad nie zostaje wyciśnięty przez kurczące się mięśnie czaszkowe, ale przez mięśnie przedniej części ciała.

Ukąszenie niektórych rodzajów węży, w tym większości żmijowatych, jest błyskawiczne. Żmija szybko wbija kły jadowe w skórę, uwalnia jad i natychmiast ucieka. Niektóre żmijowate jednak kąsają i dodatkowo przytrzymują ofiarę (np. rodzaj Lachesis). Niektóre podczas gryzienia zamykają paszczę i gryzą lub żują miejsce wkłucia.

Plucie jadem

Wśród węży nie występuje tylko technika wstrzykiwania toksyny. Tzw. kobry plujące, czyli kilku przedstawicieli rodzaju Naja i Hemachatus bronią się poprzez wystrzeliwanie strumienia jadu na odległość 1-2,5 m. Aby mogły w taki sposób wykorzystywać swoją broń, ich kły zostały zmodyfikowane i przystosowane do wypluwania jadu. Wewnątrz kłów jadowych znajdują się specjalne kanaliki tworzące łuk, w którym magazynowany jest jad. Dzięki temu wąż może wielokrotnie pluć i nadal być w stanie ukąsić.

Plucie nie jest sposobem na zabijanie zdobyczy, ale metodą obrony. Zauważono również, że węże stosujące tę technikę kierują toksynę do oczu napastnika. Jeżeli substancja ta dostanie się do oczu, może wywołać czasową ślepotę na skutek porażenia mięśni gałki ocznej, jak również ciężkie zapalenia rogówki i spojówki. Generalnie jednak nie jest to stan zagrażający życiu pod warunkiem, że oczy zostaną natychmiast obmyte dużą ilością wody. W innym przypadku toksyna może spowodować trwałą ślepotę.

W kontakcie ze skórą jad tych węży nie jest niebezpieczny, ale jeśli jest uszkodzona, toksyna może dostać się do krwiobiegu przez ranę.

Czy wąż jest odporny na własny jad?

Na powyższe pytanie nie otrzymaliśmy ostatecznej odpowiedzi. Kilka przypadków kobr, które miały kontakt z własnym jadem, cierpiały z powodu ropni wymagających interwencji chirurgicznej. Nie doświadczały jednak innych skutków działania toksyny, która dla innych zwierząt i ludzi jest często zabójcza.

Czy węże są odporne na jad innych węży?

Kilka niejadowitych gatunków węży, np. północnoamerykański lancetogłów królewski (Lampropeltis getula) czy południowoamerykańscy przedstawiciele rodzaju Clelia, są odporne na jad grzechotników, które zajmują podobne do nich siedliska. Ponadto kilka gatunków węży z rodzaju Lampropeltis, i szczurów z Ameryki Północnej są również wysoce odporne na jad kilku gatunków grzechotnika.

Zwierzęta odporne na jad węży

Niektóre zwierzęta są odporne na jad węży. Najbardziej znane pod tym względem są mangustowate (Herpestidae), ale zaliczamy do nich także jeżowate (Erinaceidae), ratela (Mellivora capensis), sekretarza (Sagittarius serpentarius), zwanego także wężojadem oraz inne gatunki ptaków żywiących się wężami. Niedawno udało się także odkryć, że na jad węży odporna jest żołędnica (Eliomys quercinus) – gryzoń zamieszkujący głównie południowo–zachodnią Europę.

Jad węży – ciekawostki

• Pierwszą osobą, która postanowiła ustalić białkowy skład jadu węży był Karol Lucjan Bonaparte – syn Lucjana Bonaparte, młodszego brata cesarza Francji, Napoleona I. Karol Lucjan ustalił skład jadu w roku 1843.
• Białka stanowią 90-95% suchej masy (po usunięciu wody) jadu i są odpowiedzialne za prawie wszystkie skutki biologiczne toksyny.
• Wielkość kłów jadowych danego węża nie mają związku z mocą (tzw. zjadliwością) jadu.
• Dyrektor i właściciel Miami Serpentarium Laboratories, Bill Haast, przez większość dorosłego życia wstrzykiwał sobie rozmaite toksyny węży w celu tworzenia przeciwciał. Praktyka ta zwana, mitrydatyzmem, polega na stopniowym podawaniu dawek trucizny, które jednak nie są dawkami śmiertelnymi. Nie wiadomo, czy miało to wpływ na jego długowieczność. Dożył bowiem 100 lat, na przestrzeni których zaaplikował sobie 172 „ukąszenia”. Dzięki jego krwi, którą oddawał aby ratować ludzi ukąszonych przez jadowite węże, udało się odratować ok. 20 osób.
• Toksyny wielu węży, poza zabójczym działaniem, paradoksalnie mogą ratować życie. Na przykład fosfolipazy z jadu żmii rogatej (Cerastes cerastes) oraz gatunku Macrovipera lebetina wykazują właściwości przeciwnowotworowe.

Polecamy

• Najbardziej jadowite węże świata – TOP 30
• Najbardziej jadowite węże świata – cz. II
• Ukąszenia węży
• Węże
• Gady