Черлин В. А. Александр Михайлович Захаров и его работы по ядовитому аппарату и ядам некоторых ядовитых змей // Принципы экологии. 2013. № 3. С. 84–88. DOI: 10.15393/j1.art.2013.2886


Выпуск № 3

Письма в редакцию

pdf-версия статьи

УДК 57

Александр Михайлович Захаров и его работы по ядовитому аппарату и ядам некоторых ядовитых змей

Черлин
   Владимир Александрович
Зоопарк СПб, cherlin51@mail.ru
Ключевые слова:
*
Аннотация: В статье даны краткие биографические сведения об очень талантливом ученом-герпетологе Александре Михайловиче Захарове, а также описаны общие результаты его работ по структуре и функции ядовитых желез некоторых ядовитых змей и их ядов. В своих исследованиях он получил результаты, принципиально отличающиеся от общепринятой концепции 30-х – 70-х годов ХХ века. В то время считалось, что яды гадюковых змей (разные гадюки, гюрзы, эфы и др.) почти полностью гемотоксичны, а яды аспидовых (кобры) – нейротоксичны. Но А. М. Захаров выяснил, что яды всех групп змей «настроены» на поражение центральной нервной системы и содержат три группы веществ: гемотоксины, нейротоксины и нетоксичную компоненту – гиалуронидазу. Каждая из этих групп веществ вырабатывается самостоятельной частью ядовитых желез и имеет свое особое действие. Нейротоксины действуют на центральную нервную систему (в основном, на дыхательный центр), но они подвергаются разрушению защитными свойствами крови и не проходят через гематоэнцефалический барьер. Гиалуронидаза, соединяясь с нейротоксинами, обладает важнейшим свойством – «протаскивать» нейротоксины через гематоэнцефалический барьер по нервному руслу, через синапсы (а не по кровеносным и лимфатическим сосудам) прямо в орган-мишень – в центр дыхания центральной нервной системы. Основная функция гемотоксинов – не убивать жертву, а защищать нейротоксины и гиалуронидазу от разрушающего действия ее крови.

© Петрозаводский государственный университет

Рецензент: В. А. Илюха
Получена: 16 декабря 2013 года
Подписана к печати: 22 января 2014 года

Материалы

Александр Михайлович Захаров родился 8 февраля 1937 года в Москве. В годы войны семья оказалась в эвакуации в г. Свердловске. Позже Захаровы переехали в г. Кутаиси, где Александр Михайлович окончил среднюю школу. В 1955 г. он поступил на кафедру зоологии позвоночных биолого-почвенного факультета Ленинградского государственного университета. Окончил ЛГУ в 1961 г. и уехал работать по распределению в г. Ташкент, в Институт зоологии и паразитологии, в лабораторию герпетологии, которая базировалась в Ташкентском зоопарке. Там он встретился со своей будущей женой Натальей Земляновой. В 1965 г.  Александр Михайлович поступил в аспирантуру на кафедре цитологии и гистологии ЛГУ, занимался исследованием ядовитой железы у змей. В 1968 г. он успешно защитил диссертацию и еще несколько лет работал в Ташкенте. Затем он переехал в г. Ленинград, работал в лаборатории медицинской генетики, а затем – в научно-исследовательской лаборатории Педиатрического института. Однако Александр Михайлович не оставлял надежды вернуться к герпетологии, и в 90-е годы ему представилась такая возможность: он несколько лет работал в герпетологической лаборатории ОАО «Биопрепарат».

Справедливо говорят, что талантливый человек талантлив во многом. У Александра Михайловича Захарова был удивительный дар видеть суть вещей, нетривиальный, нестандартный взгляд на разные явления в природе, науке, искусстве и окружающей действительности – взгляд, на который не влияли общественное мнение, общепринятые каноны, стереотипы и традиции. Кроме того, он писал замечательные стихи, прекрасно рисовал, играл на гитаре и пел, был честен и порядочен, всегда был душой любой компании. К сожалению, житейские невзгоды тех лет тяжело сказались на его здоровье, и 31 августа 1998 года он трагически погиб.

Я говорю о нем в такой превосходной степени, потому что достаточно хорошо его знал (мы вместе работали и ездили в экспедиции), потому что он был и остается моим близким другом, которого я любил и люблю, несмотря на то, что его уже давно нет рядом. И поэтому я считаю своим долгом написать эту статью. Это – дань памяти талантливому ученому и другу.

В 1965 году вышла первая работа Александра Михайловича Захарова по структуре и функциям ядовитого аппарата гадюковых змей. В дальнейшем он опубликовал еще несколько работ (Захаров, 1966а, 1966б, 1968, 1971, 1977), но они до сих пор остаются малоизвестными и почти не востребованными, особенно медиками.

В 30-70-е годы XX века изучению ядов ядовитых змей уделялось большое внимание. Связано это было частично с активным освоением и развитием Средней Азии как потенциально очень перспективного региона, частично – с тем, что большое количество людей, приезжавших туда на работу, подвергались серьезной опасности быть укушенными ядовитыми змеями, количество которых там было просто огромным. Частично этот интерес оказался связан и с серьезным научным потенциалом, который оказался по ряду причин задействован в этих исследованиях. В то время работала целая плеяда блестящих ученых-зоологов (О. П. Богданов, С. А. Чернов, И. Д. Яковлева, С. А. Саид-Алиев, Ч. Атаев и др.); маршруты их экспедиций покрывали все территории среднеазиатских пустынь, степей и гор. В полевых условиях были получены неоценимые данные по экологии ядовитых животных. Паразитологи и токсикологи (Е. И. Павловский, П. П. Перфильев, З. С. Баркаган, С. В. Пигулевский, М. Н. Султанов, Ф. Ф. Талызин, Б. Н. Орлов, И .А. Вальцева и др.) в биохимических, медицинских и пр. исследованиях получали материалы по токсикологии ядов, медицинским аспектам их действия и оказания помощи при укусах ядовитых животных. На эту тему было опубликовано несколько книг-сводок (Павловский, 1942, 1950; Талызин, 1963, 1970; Пигулевский, 1966, 1975; Баркаган, Перфильев, 1967; Талызин, 1970; Бердыева, 1974; Орлов, Вальцева, 1977; Султанов, 1977; Орлов, Гелашвили, 1985; и др.). 

В результате исследований сложилась общепринятая к тому времени картина, описывающая токсическое действие ядов ядовитых змей. Все исследования проводились в лабораториях с использованием стандартно высушенного (для длительной консервации) и затем разведенного яда различных гадюковых (нескольких видов гадюк, гюрз, эф и др.) и аспидовых змей (среднеазиатских кобр).

После введения сухого яда гадюковых змей мыши живут обычно более 1 часа. При вскрытии погибшего животного виден мощный кровоподтек в месте введения яда; паренхиматозные органы отечны и сильно увеличены, на поверхности легких, печени, диафрагмы – очаги мелких и крупных кровоизлияний; сосуды головного мозга расширены, поверхность больших полушарий и мозжечка – в точечных кровоизлияниях. Налицо яркая картина отравления ядом, имеющим отчетливое поражающее действие на кровеносные сосуды, ткани и т. п.

А. М. Захаров провел подробное гистохимическое изучение строения ядовитых желез разных змей. Он выяснил, что у гадюковых ядовитая железа по морфологическому типу – простая: имеет два концевых отдела и один выводной проток. Секрет заднего отдела состоит из токсических элементов двух типов: нейротоксинов и гемотоксинов. Гиалуронидаза секрета переднего отдела является проводником нейротоксинов через гематоэнцефалический барьер. При попадании яда в кровь гемотоксины служат «охранением» проводника и нейротоксинов от антител крови. При высушивании яд гадюк теряет гиалуронидазную активность, а с ней и нейротоксичность, т. к. нейротоксины не проходят сквозь гематоэнцефалический барьер. Поэтому сухой яд гадюк действует как гемотоксический яд, а свежий – и как нейротоксический, и как гемотоксический.

Эта ситуация хорошо иллюстрируется наблюдениями над живыми змеями. Если в террариум к голодной гюрзе кидают мышь, то иногда можно видеть такую картину: змея молниеносно бьет мышь зубами еще в полете, а на пол террариума часто падает уже трупик мыши. Таким образом, с момента введения яда прямо из зубов змеи до смерти укушенной мыши в данном случае проходят всего доли секунды (а не десятки минут и часы, как при введении разведенного сухого яда)! Если эту мышь сразу вскрыть, то никаких мощных кровоизлияний ни в месте укуса, ни в других местах, ни отеков во внутренних органах мы не обнаружим. Будет только точечное кровоизлияние в центре дыхания в головном мозге. Теперь такие различия в действии разведенного сухого и нативного ядов становятся понятными. При укусе выработанные в задней части ядовитой железы нейротоксины и гемотоксины проходят сквозь проток в передней части железы и смешиваются с гиалуронидазой передней части железы. В результате гиалуронидаза вместе с нейротоксинами пробивает гематоэнцефалический барьер и прямо по нервному руслу (не по кровеносным или лимфатическим сосудам!), сквозь синапсы проникают к точке-мишени – к дыхательному центру.

Высушенный яд кобры при введении вызывает мощное нейротоксическое действие, в нем почти нет гемотоксинов.

У гадюк передний отдел ядовитой железы составляет по объему примерно 1/100, а у кобр – 1/3. В связи с этим у кобр большое количество гиалуронидазы. Хотя у них и почти нет гемотоксинов, защищающих нейротоксины, но большое количество нейротоксинов в сумме с большим количеством гиалуронидазы («жидкости-проводника») способствуют тому, что хоть какая-то часть нейротоксина доходит все-таки до мозга, несмотря на то, что в этом ядовитом «коктейле» почти нет «защитных» гемотоксинов.

Именно поэтому, видимо, у гадюковых и аспидовых змей имеются серьезные различия в челюстном аппарате. У гадюковых достаточно совершенное строение ядовитых зубов (в виде иголок от шприца) и есть специальные мышцы, позволяющие «выжимать» железы, т. е. при укусе они могут, как из шприца, молниеносно ввести в рану порцию яда. Поэтому и челюсти у них слабые. У кобр же «ядовитые» зубы короткие и снабжены только бороздками для стока яда на их передней поверхности. Кроме того, у ядовитых желез кобр нет специальных мышц. Их железы находятся под жевательными мышцами, и для того чтобы выдавить из железы много яда, змеи вынуждены вцепляться в жертву, удерживать ее и делать жевательные движения, чтобы ввести в ранку как можно больше нейротоксинов с гиалуронидазой. Поэтому у кобр мощные челюсти.

Работы А. М. Захарова показали, что основным, «целевым» действующим началом в ядах и кобр, и гадюковых змей, являются именно нейротоксины. Только они подвержены разрушению со стороны антител крови жертвы. И у змей тогда проявляются два пути преодоления этого препятствия. Первый путь – экстенсивный, за счет увеличения количества нейротоксина и жидкости-проводника, а также за счет усиления челюстного аппарата для упрощения введения этого большого количества яда в рану (аспидовые). Второй путь – интенсивный, за счет совершенствования аппарата введения яда и выработки защиты для нейротоксина в виде гемотоксинов (гадюковые).

Хочется обратить внимание на то, что в работах А. М. Захарова применен принципиально другой, непривычный для биохимиков подход к изучению ядовитого аппарата и ядов змей. Биохимики, получив яд и понимая, что он состоит из многих компонентов, ставили перед собой вполне химическую задачу: разделить яд на составные компоненты и изучить их действия по отдельности. Разделение они производят различными способами фракционирования, т. е. чисто химически, «механически». В результате они выделили из змеиного яда множество различных фракций, очистили ряд ферментов, часть из которых получили применения в разных областях человеческой деятельности (в медицине, в генной инженерии и т. п.). А. М. Захаров же подошел к проблеме скорее как зоолог с биохимическим образованием. Он изначально, используя гистологию, разделил яд по функциональному признаку на отдельные группы веществ. Главное, он понял, что имеет дело с целостной функциональной системой, состоящей из многих компонентов, но которая должна представлять собой единый механизм, предназначенный для вполне определенной работы. Его исследования это блестяще доказали!

К сожалению, медики до сих пор практически не учитывают работы А. М. Захарова в своей работе. А это очень жалко, поскольку понимание механизма действия ядов змей указывает, в частности, на более адекватные методы оказания первой помощи при укусах ядовитых змей и на более правильные способы лечения отравлений.

До сих пор не исполнившаяся, к сожалению, мечта Александра Михайловича Захарова – чтобы на основе описанного им функционального устройства ядов змей и выделенной в результате его работ жидкости-проводника появилась возможность «протаскивать» высокомолекулярные лекарственные вещества напрямую в центральную нервную систему через гематоэнцефалический барьер. Это мог бы быть принципиально новый и чрезвычайно важный класс лекарственных препаратов...

Александр Михайлович ушел слишком рано и не смог свою мечту воплотить в жизнь. Но может быть, еще не все потеряно?


Библиография

Баркаган 3. С., Перфильев П. П. Ядовитые змеи и их яды. Барнаул, 1967. 36 с.

Бердыева Л. Т. Змеиные яды, их токсическое действие и меры оказания первой помощи при укусах змей. Ашхабад: Ылым, 1974. 35 с.

Захаров А. М. Гистохимическое изучение полисахаридов в ядовитой железе змей семейства гадюковых // Материалы конф. студентов и аспирантов морфол. кафедр и лаборато­рий ленинг. вузов и науч.-иссл. ин-тов. Л., 1965.

Захаров А. М. Строение и функционирование ядовитой железы у среднеазиатских змей сем. гадюковых // Вопр. герпетологии и токсикологии змеиных ядов. Ташкент: Наука, 1966а. С. 43–46.

Захаров А. М. Гистохимическое изучение полисахаридов в ядовитых железах гадюковых // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1966б. № 10. С. 118–122.

Захаров А. М. Исследование секреторной функции ядовитой железы гадюк методом гистоавторадиографии // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1968. № 11. С. 75–77.

Захаров А. М. Гистохимическое исследование полисахаридов в ядовитой железе гадюк // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1971. № 2. С. 85–88.

Захаров А. М. Ядовитый аппарат и действие яда гадюк и кобр // Вопр. герпетологии. Л.: Наука. 1977. С. 92–93.

Орлов Б. Н., Вальцева И. А. Яды змей (токсикологические, биохимические и патофизиологические аспекты). Ташкент: Медицина, 1977. 252 с.

Орлов Б. Н., Гелашвили Д. Б. Зоотоксинология (ядовитые животные и их яды): Учеб. пособие для студентов вузов по спец. «Биология». М.: Высш. шк., 1985. 280 с.

Павловский Е. Н. Ядовитые животные Средней Азии и Ирана. Ташкент, 1942. 115 с.

Павловский Е. Н. Ядовитые животные Средней Азии. Сталинабад: Изд-во ТФ АН СССР, 1950. 109 с.

Пигулевский С. В. Ядовитые животные. Токсикология позвоночных. Л., 1966. 388 с.

Пигулевский С. В. Ядовитые животные. Токсикология беспозвоночных. Л., 1975. 375 с.

Султанов М. И. Укусы ядовитых животных. 2-е изд. M.: Медицина, 1977. 192 с.

Талызин Ф. Ф. Змеи. M.: Изд-во АН СССР, 1963. 110 с.

Талызин Ф. Ф. Ядовитые животные суши и моря. М., 1970. 96 с.


Просмотров: 2502; Скачиваний: 653;