蛇毒及其组分在体内的过程


蛇毒及其成分进入人体后,按特定途径作用,最终排出体外。每种蛇毒成分由于作用于不同的器官和组织,在体内的运动过程也不同。了解它们在体内的过程对临床治疗具有重要的指导意义。研究蛇毒及其成分在动物体内的吸收、分布、腐烂和排泄是非常困难和麻烦的。由于蛇毒由多种物质组成,在用同位素标记法研究上述问题时,由于有些成分容易标记,有些成分不易标记,这方面的差异必然会影响实验结果.另一方面,各种成分的性质不同,自身的吸收和分布也不尽相同。实验结果只是各种成分的综合结果,不能代表各成分的共同特性。由于以上两个原因,实验结果与实际情况有很大差异。现在一般的做法是先分离出主要的有毒物质,分别研究它们的药代动力学,然后再进行合成。起初以成分比较简单的眼镜蛇毒和海蛇毒为材料,现在毒蛇毒和响尾蛇毒也被广泛使用。

1.吸收

当毒蛇咬人时,它的毒液会通过管状或带凹槽的毒牙注入皮下组织。蛇毒主要由淋巴管吸收,然后进入血液循环分布到全身。蛇咬伤患者多数有局部淋巴结肿大和压痛,部分患者也可见急性淋巴管炎。分子较小的神经毒素也可以直接进入血液循环吸收。完整皮肤上的蛇毒并不危险,因为毒液无法穿透完整皮肤并被吸收。蛇毒能否穿透完整的粘膜被吸收,还需要详细分析。有人根据口服一定量的蛇毒不会引起中毒反应,认为胃肠粘膜不吸收蛇毒。在动物实验中,给小鼠皮下注射20倍半致死剂量的眼镜蛇毒,动物无任何不良反应; 50倍剂量,动物出现骚动等中毒症状; 100倍剂量,1小时内所有实验动物死亡。据此推测,蛇毒在一定剂量范围内不能穿透胃肠粘膜,或被胃肠消化液破坏,或少量吸收后被肝脏灭活。眼镜蛇毒污染结膜,蛇毒干粉吸入鼻粘膜可引起局部刺激和炎症。据报道,将眼镜蛇毒液喷入狗的眼睛不仅会引起炎症反应,还会吸收毒物。这说明,虽然完整的粘膜毒液无法穿透,但在毒液作用后,可以发生炎症反应,通透性增加的粘膜明显可以通过毒液。蛇毒可以穿过原本发炎、受损或溃烂的粘膜。

不同的蛇毒成分吸收率不同,与咬伤或注射部位也有很大关系。巴恩斯等。 (1941) 研究了皮内注射对蛇毒的吸收。如果通向注射点的淋巴循环受阻,虎蛇毒的吸收就会变慢,死亡时间就会延迟。但以科拉蛇毒为材料,上述处理不会影响吸收。巴恩斯认为,蛇毒的吸收主要是通过淋巴系统,因为这种毒液的各个成分的分子量都很大,而蛇毒中各个成分的分子量都比较小,可以通过毛细血管进入血液循环,所以无论是否绑定。影响其吸收。曾等人。 (1968) 比较了1251 标记的蛇毒突触后神经毒素和心脏毒素的皮下吸收。 60% 的突触后神经毒素在2 小时内被吸收,而30% 的碱性心脏毒素在4 小时内被吸收。两种毒素的分子量相近,都是7000。心脏毒素的吸收慢不可能是吸收途径不同造成的。这可能是由于心脏毒素的高碱性和与注射部位组织的强亲和力。因此,心脏毒素通过静脉注射比通过皮下注射毒性大得多,而无论注射途径如何,突触后神经毒素都是有毒的。对于局部作用的毒液成分,扩散的作用比进入血液的作用更大更快。 Mecollough 等人。 (1963) 发现将北美响尾蛇毒液注射到狗的后腿中,在一个小时内会导致从上到下广泛的肌肉坏死,而静脉注射几乎没有效果。有人将眼镜蛇毒或海蛇毒注射到狗的尾巴末端,3分钟后将狗的尾巴从根部剪掉,但狗仍然不能免于死亡。这表明,致死剂量的蛇毒可在3 分钟内被吸收。但也有报道称,注射毒素后0.5h1h局部仍有相当数量的蛇毒残留,甚至有记载(无原创报道)“蛇毒”可致几内亚死亡。猪在被毒蛇咬伤数天后,伤口附近的组织中仍能检测到。看来这是一个很矛盾的现象。实际情况是,蛇咬伤初期的蛇毒比较浓,浓度高,里面的透明质酸酶容易扩散,渗透吸收快。但以后由于蛇毒与周围组织和组织蛋白的非特异性结合,游离蛇毒的扩散梯度也降低,所以局部吸收速度变慢。如果在急救时将伤肢结扎,蛇毒在局部的停留时间会更长。国内有对同位素标记的白花蛇毒的研究,注射区的放射性确实是先峰后长尾。这也说明,早期结扎、切开、吸毒和注射解毒药物,必须在“高峰”时间进行,才会有效。否则,在“长尾巴”中,局部残毒量已经较少并扩散,局部治疗的实际效果有限。

2.分布

过去很少报道蛇毒在体内的分布,但现在研究逐渐增多。一般用放射性碘1311和1251标记蛇毒,以测定放射性在体内的分布或放射自显影观察。虽然每个成分中不同成分的辐射强度不同,但一般来说,肾组织的辐射强度总是很高的,肝、肾、肺也是辐射强度高的地方,而肌肉和脑组织的辐射强度辐射强度低。肾脏、肺、肝脏、蝎子等组织的高辐射强度可能与器官血流量大和蛇毒的吸收途径有关。肾脏和肝脏也是异种蛇毒蛋白的排泄器官,不能反映蛇毒与组织的特异性亲和力。脑组织的低辐射强度与血脑屏障的存在有关。放射自显影观察到,作用于突触后膜的眼镜蛇神经毒素集中分布在横膈膜的中央肌腱周围,即神经肌肉连接处,无法洗脱。这是蛇毒成分和它们的靶细胞的特定结合,非常牢固。这表明蛇毒会根据其毒性成分与其在体内的活性细胞结合,并有不同的分布。希夫等人。 (1984)用放射性碘标记了响尾蛇和东方小菱响尾蛇的毒液,并研究了动物的分布。结果发现,注射30分钟后,4.23%的p-毒液进入肺部,进入肺部的毒液高达40%。进一步研究发现,两者

蛇毒对肺组织细胞有很高的亲和力,肺组织

中有蛇毒组分作用的靶细胞。王晴川等人 用1351标记五步蛇粗毒并研究它们在大鼠体内的分布和消除情况。以实验组和给予同剂 量的蛇毒临时混合Nal131的对照组的放射掺入量(脏器与血液的放射比)的比值作为判定

蛇毒组织分布的标准。结果表明,在静脉注射后lh〜4h分布最多的是肝,其次是脾、肾、 肾上腺和卵巢。肺、心和脑在第4h亦比对照组含量高。血中浓度下降甚慢,在静脉注毒后 5h尚有注毒后lh浓度的73%。同时有相当一部分可被三氯醋酸沉淀的放射性出现于胆 汁中,并于血中浓度下降呈梯度关系。这联系到肝脏分布多的事实,提示肝脏胆道系统可 能是这一蛇毒的消除途径之一。这一性质与东部菱斑响尾蛇、西部菱斑响尾蛇及食鱼蝮等 3种蝮科毒蛇的蛇毒有相似之处。韦传宝等(1990)用1251标记尖吻蝮蛇 iw)蛇毒中的出血毒素I,研究了它在家兔体内药代动力学,经微机模拟血液中的放射性 强度-时间关系曲线,结果为一室模型,标准方程为C = 23 204 — 0. 0124t,生物半衰期为 55. 9min,K值为0. 0124。测得的丁。.5和K值为分析出血毒素1251在体内的结合位点提供 了有益的资料。从出血毒素在各脏器组织的分布来看,肝和肾组织放射强度较高,脑组织 放射强度最低,说明血脑屏障的存在使出血毒素不能自由进入中枢神经系统。“江浙蝮蛇 抗栓酶”是从浙江蝮蛇毒中提取的类凝血酶制剂,用于治疗闭塞性血管病。用125I-标记抗 栓酶,注射到大鼠体内研究其药代动力学。结果表明,125I-江浙蝮蛇抗栓酶的血药一时间 关系符合一室模型。注射(i. v.)后30min各组织中放射强度已达高峰。同时可见各脏器有 一相同的衰减规律,组织内半清除期(15)在4h左右。注射30min后肾组织内放射性最 高,肺、肝、脾次之,心、肌肉、脑内含量最低。其中脑组织的放射性只占各组织总量的1. 6%。但清除速度较慢,24h残留率为11%,而其他脏器只存留5%,48h脑组织内仍存留 6%。“清栓酶”是从东北白眉蝮蛇毒中提取的酶制剂,用相似的方法研究“清栓酶”在大白 鼠中的药代动力学及分布,发现与“江浙蝮蛇抗栓酶”的结果相似。以1251_清栓酶注射后 30min cpm 数为 100%,贝丨J lh 后为 81%,4h 后为 47%,8h 后为 29%,24h 后为 9. 9%,48h 后为1.4%,衰减曲线与“江浙蝮蛇抗栓酶”相似,但比“江浙竣蛇抗栓酶”衰减快。各组织 中放射强度的髙低也与“江浙蝮蛇抗栓酶”相似,肝、肾、睥和肺相对较高。

由上述实验结果可以看出,蛇毒中的各种组分进入体内后分布是不同的,有的作用于 靶细胞,属于特异性结合,而有的则是属于非特异性结合。关于非特异结合还有下列事实 可说明:一例蛇伤病人在中毒已十分严重时采用换血疗法而获救,一例蝰蛇伤急性肾功能 衰竭病人在腹膜透析一日内出血及溶血反应得到控制而治愈。这也说明蛇毒在血中可能 与血浆蛋白结合而停留较久。另外,神经毒可与胆碱酯酶相结合是比较肯定的事实。

一般地说,由于血脑屏障的存在,很多蛇毒中的蛋白质或大分子的多肽都不能通过血 脑屏障进入脑组织,但也有的能部分进入脑组织,如3H标记的(3-Bungarotoxin进入体内 后在3h内脑组织的放射性一直稳步上升,而其他组织在上升后很快就下降。Crotoxin分 子中具有PLA2活性的亚基在脑中的放射性强度可达注射量的0. 1 %。某种组分是否能通 过血脑屏障或通过多少,不但与本身分子大小和性质有关,还与是否单独作用有关。如果 与透明质酸酶、蛋白水解酶或PLA2—起作用,由于这些组分可以增加脑血管的通透性, 所以易于通过血脑屏障,而如用纯化的组分单独作用,通过血脑屏障就困难些。

三、衰变和排泄

蛇毒在体内的消除过程研究报告较少。有报告马来西亚红口蝮蛇凝血毒素在体内的 半衰期早期为3h〜5h,晚期则为9天〜12天,相差很大,也是一个高峰随以长尾的曲线。 这意味着早期消除较快,晚期则很缓慢。这与蛇毒自尿排泄的情况大体一致,即早期有一 部分蛇毒自尿排出(结合的放射性碘),以后则排泄少而缓慢,且放射性碘多为游离的,不 能真正代表蛇毒。这可以用蛇毒在体内和靶细胞结合及和蛋白非特异性结合来解释,因为 只有蛇伤早期游离的蛇毒有可能流经肾脏通过肾小球过滤。但肾排泄蛇毒量毕竟是少量 (有报告约占中毒总量的1/3),大部分显然是体内解毒。有实验报告称切除双侧肾脏并不 显著影响蛇毒在体内的半衰期,也足以说明肾排泄不是蛇毒自体内消除的主要途径。可见 有人主张应用利尿药促进蛇毒排泄是根据不足的。1251标记的“抗栓酶”主要由肾脏和消化 道经尿和粪排出体外。从尿排出0.5h已达高峰,4h时后在粪中达高峰,以后迅速减低。 1251标记的“清栓酶”也由肾和消化道排出体外。

一般地说,注射毒素或其他组分的衰变期都很短,也就是说有不少物质很快就从尿中 排出。尿中高的放射性物质有些是从标记物上掉下来的游离放射性物质,有些是没有变化 的标记物本身。神经毒素在体内有受体存在,这种快的排出作用并不意味着它们和受体的 亲和力小,例如银环蛇毒素与受体结合后解离的半衰期为1周,为什么注射的标记屮银 环蛇毒素放射性很快下降呢?原因是多方面的,主要原因是有大量的毒素没有来得及与受 体结合就被肾清除出去,还有的是被血液或组织中的酶分解。真正结合到受体上的毒性组 分排出得很慢,例如在注射标记的样品后,有的组织放射性下降,而有受体的部位放射性 还在上升。

肾是排毒的重要器官,但也有部分经肝排出。肾和肝的放射性一般都很高,这究竟是 对毒素的亲和力大所致还是因为排泄器官所致,现在一直没有弄清,可能不同蛇毒组分情 况不一样。韦传宝等(1989)用1251标记从尖吻蝮蛇毒中分离的出血 毒素I(AaHI),用肾和其他组织匀浆物与其作用,结果发现肾匀浆组织对125I-AaHI的结 合强度大大高于其他组织,因为肾离体匀浆组织无排泄作用,作者认为该组织的毛细血管 丰富,而出血毒素对毛细血管的亲和力较大,所以导致上述结果。是否其他组分如神经毒 素对匀浆组织也有类似AaHI的作用现在还不知道。

肝脏是蛇毒的又一主要解毒器官,实验证明肝门静脉内注射眼镜蛇毒引起动物死亡 的剂量远较股静脉注射所需的剂量为大。网状内皮系统是另一重要解毒途径,至少从生理 角度看它有摄取异体蛋白的能力。

弄清蛇毒在体内的过程在蛇伤的诊断与治疗上有极其重要的实际意义。例如早期结 扎伤肢是否需要阻断动脉血流?伤口局部处理应限于伤后多少时间以内?用口吸吮排毒 是否有危险?局部取样检毒阳性率如何?通利“二便”是否能有效排毒?人工肾能否用于 蛇伤治疗等问题,要获得可靠的答案,还需要对蛇毒的体内过程进行深一步的研究。

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