蛇毒 可能的出血机制


目前,关于蛇毒出血毒素致出血的机制主要有两种学说。破坏内皮细胞和相邻基底膜之间的紧密连接最终会导致出血;另一种理论认为,血液毒素导致内皮细胞破裂和红细胞横向渗出细胞膜,从而引起出血。这两种学说目前比较流行,都是基于电镜观察,没有在分子水平上探索出血机制。作者在深入研究五步蛇出血毒素的基础上,提出了新的观点。蛇毒中含有大量的出血毒素,而引起出血的主要因素是出血毒素I(AaHI),它是一种分子量为22000的酸性蛋白质。何华平(1988)用辣根过氧化物酶标记AaHI,电镜观察发现标记的HRP-AaHI能特异性结合毛细血管内壁,说明AaHI对毛细血管内壁具有特殊的亲和力。 AaHI 有一个结合位点。 1251用于标记AaHI,肾匀浆与125I-AaHI结合研究其结合动力学。发现125I-AaHI与肾匀浆的结合存在时间饱和和浓度饱和。未标记的AaHI 与125I-AaHI 之间存在很强的竞争性抑制结合作用。从结合常数来看,AaHI与肾匀浆组织有很强的亲和力。总之,结合动力学是配体-受体结合的特征。当AaHI与体外培养的细胞相互作用时,发现它既没有细胞毒性,也没有破坏培养细胞的单层结构,这表明AaHI可能不作用于内皮细胞,而是作用于细胞间的连接处。 AaHI 具有蛋白酶活性,但这种活性在出血期间可能不占主导地位,如果蛋白酶活性在出血期间占主导地位,则它不太可能对培养的细胞单层无破坏性。与纤溶酶相比,AaHI也具有纤溶活性,但其纤溶活性可被Ca2+激活,而纤溶酶的纤溶活性可被Ca2+抑制。纤溶酶在体内不能引起出血,可能与内皮细胞纤维蛋白中的Ca2+抑制纤溶活性有关。综合实验结果认为,AaHI进入体内后与毛细血管壁上的内皮细胞间质的特定部位结合,由于间质细胞中的Ca2+激活其纤溶活性,可快速水解纤维内皮细胞。蛋白质与内皮细胞和基底膜中的Ca2+-纤维蛋白复合物使血管内外相通,从而引起出血。

体内是否存在出血毒素的结合位点,一直没有一个明确而令人满意的答案。作者的研究结果无疑对受体或结合位点的存在持肯定态度,至少对于AaHI是这样。最近,魏传宝等人。 (1989) 从Agkistrodon 毒液中发现了一种既有出血又有细胞凝集的毒素。该毒素对红细胞和血小板无凝集作用,但对其他各种正常发育的细胞有凝集作用。因此,推测这种出血性毒素在正常发育的细胞中具有特异性结合位点。我们认为,血液毒素是否像神经毒素一样在体内具有特异性结合位点可以重新讨论。

引起出血的机制目前争论不休,尚无定论。或许不同种类蛇毒的止血成分的作用机制大相径庭,需要大量的研究来阐明。为了解某种出血成分的出血机制,Ohsaka建议循序渐进研究三个问题:出血成分对毛细血管通透性的影响; 应研究出血不能停止的原因(包括破坏凝血和抑制血小板聚集)。

第一个问题有更好的解决办法。判断某种物质是否对毛细血管通透性有影响,常采用Miles(1955)等的方法,即以某种染料(如Evansblue等)为试品,观察是否有斑点60分钟后注射样品处染料扩散引起的,测量斑点直径的大小,根据一定的标准判断该样品是否具有增加毛细血管通透性的作用。 Just(1970)将1251标记的血清和51Cr标记的红细胞静脉注射到动物体内,然后将待测样品皮内注射,测定血清和红细胞的渗透性。这样测,就把各种能改变毛细血管通透性的物质分为3类:如缓激肽和组胺,它们通过使血清从血管中渗出而增加血管的通透性;像胰蛋白酶之类的物质,在低浓度、低剂量时,具有与第一类物质相同的作用,红细胞在高剂量时也能渗透;第三类物质的渗透性在出血前是不会改变的,也就是说,细胞和血清的外渗是与出血同时发生的,比如从蛇毒中分离出的出血毒素HR2。

第二个问题是红细胞如何穿过毛细血管壁。如前所述,有学者以电子显微镜和摄像机为工具,研究了几种纯血毒素和粗毒素作用于毛细血管后发生的变化。使用的毒素不同,结果也不同。一些出血性毒素会破坏内皮细胞之间的紧密连接,导致红细胞从缝隙中渗出;有些会导致内皮细胞破裂并使红细胞消失;以上两种作用方式。目前,关于细胞连接和基底膜是如何打开的,以及毛细血管内皮细胞是如何被裂解的,生化和分子上知之甚少,但许多实验正在为彻底解决这个问题提供线索。石田等。 (1976) 发现纯化的出血成分可以在各种分离的组织和器官中诱导一些介质,如组胺和血清素。如果将这些物质释放到体内,许多物质可以打开细胞之间的联系,使红细胞消失。为了了解出血成分在体内的直接作用方式,Ohsaka 等人。 (1973) 分离基底膜与出血成分相互作用,并使用胶原酶(一种可引起出血的细菌毒素)作为对照。所有出血成分和胶原酶都能释放蛋白质和糖分,而胶原酶释放蛋白质和糖分又快又多。它们的释放可以被EDTA半胱氨酸和抗血清抑制,蛇血清中的抗出血因子也可以抑制它们的释放。这些抑制剂在抑制释放的同时,也抑制

了这几种出血物质的出血活性。Ohsaka推 测酶活性和出血活性是相关的,并假设较先由于酶的作用破坏了基底膜而使毛细血管的 完整性受到破坏。但是在基底膜部分受损的情况下如何一下子打开细胞之间的联结现在 还不知道,可能是由于出血组分诱导的某些未知介质作用的结果。

第三个问题是出血毒素如何抑制凝血而使出血不止的。这个问题还没有足够的资料 来得出普遍性的结论。粗毒中普遍存在抗凝因子和血小板聚集抑制因子,但是否纯出血毒 素也同时具有这种活性却是一个问题。以后发现很多出血毒素本身具有抑制止血的功能, Grotto等(1969)首先报道从蛇毒中分离的出血毒素能减少凝血酶的生成, 使纤维蛋白原的可凝性降低,降低纤维蛋白稳定因子的活性,降低血小板收缩活性,降低 ADP和结缔组织诱导的血小板聚集,还能够降低由结缔组织诱导的血小板对ADP的释 放。这些出血毒素用DFP处理后蛋白水解活性消失,上述作用中的前4种作用也消失,后 两种作用也被减弱,但它的出血作用依然存在。Yamanaka等(1974)发现从蛇毒中分离的出血毒素HR:和HR2能够抑制由ADP诱导的血小板聚集,其 中HRt的抑制作用比HR2大。这种作用可以解释为什么这些毒素引起出血后出血部位血 栓形成较少,以及在出血部位为什么缺乏血小板的粘性变形。以上所述都是出血毒素抑制 止血的情况。也有出血毒素诱导血栓形成的例子,Ownby等(1987)最近发现从蛇毒中分离的出血毒素HP-IV能够诱导形成血栓。注射该毒后30min到24h这段时间内都可以发现动脉和静脉血管内有纤维蛋白沉积。在受损的毛细血管附 近有血小板聚集是常见的现象,从amw:毒中分离的出血毒素a、b、c也能产生这 种作用,但血管内有纤维蛋白沉积,许多血管被聚集的血小板块阻塞实属少见。前面已经 说过HP-IV引起毛细血管内皮细胞破裂而使其出血,可以设想它引起的纤维蛋白的沉积 和内皮细胞的破坏同时发生。其实,实验中这两种现象确实相关。在体外纤维蛋白本身就 可以引起内皮细胞损伤;0kad0me(1981)在纤维蛋白形成过程中释放的肽在体内可以调 节内皮细胞的功能。因此可以认为HP-IV破坏内皮细胞与引起血小板聚集、使纤维蛋白沉 积有关,纤维蛋白的沉积或纤维蛋白形成过程中释放的肽又使内皮细胞的破坏进一步加 剧。

蛇毒出血毒素的作用复杂,是一个难解决的问题,与蛇毒出血机制难以解决相似,目 前常用止血药对蛇咬伤出血没有明显的止血效果,EDTA虽然能抑制出血活性,但只能 局部试用。蛇伤后立即施予抗蛇毒血清可能是较好的办法,这样处理能够减轻出血和局部 坏死症状。要最后解决出血毒素的出血机制和有效地止血还要众多的科学家一致努力做 艰苦的工作才能完成。

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