Kontakta författare

Snake Venom Composition skiljer sig mellan taxonomiska familjer

En argentinsk racer (Philodryas patagoniensis; familj Colubridae) producerar klart gift medan en Prairie Rattlesnake (Crotalus viridis viridis; familj Viperidae) producerar gult / guldgift, vilket indikerar närvaron av LAAO i viperids gift.

Föreningar som finns i orm Venoms

Den här artikeln är en del av en serie om ormgifter. För en fullständig lista över artiklar i serien, se nedan.

Här kommer vi att utforska de viktigaste, potentiellt kliniskt relevanta komponenterna som hittills har beskrivits i ormgiften och deras vanligaste funktioner. Även om ormgifter huvudsakligen består av proteiner (av vilka en del är enzymer) och peptider, kan de också innehålla små organiska föreningar.

Nedan är en tabell som visar varje typ av giftförening, dess möjliga handlingar [funktionen hos vissa föreningar är fortfarande okänd, men antas ("tros") att agera på ett visst sätt] på dess rov eller en potentiell rovdjur, och den orme taxonomiska familjen / familjerna som kan inneha föreningen (tänk på att många av giftföreningarna som finns i ormar från familjen Atractaspididae ännu inte har klargjorts). För förtydligande hänvisar familjen Colubridae till många av dina vanliga giftiga ormar i bakvägen (se delar 2-4 i den här serien för information om ormar som är bakifrån om du inte känner till dem), till exempel rillor ormar, vatten ormar, ringneck ormar, och hognos ormar, medan familjen Elapidae inkluderar främre kängor giftiga ormar som kobrar, hav ormar, mambor och korall ormar, och familjen Viperidae består av främre kängor giftiga ormar som skrallande ormar, huggormar, kopparhuvar, och bomullsgubbar . Ormar som består av familjen Atractaspididae, som snedstickande ormhår, gravande aspar och mullvadrar, kan vara väldigt förvirrande eftersom de delar ett antal känslor av tång och giftkörtlar med de andra tre giftiga ormfamiljerna och kan vara antingen fram- eller giftig bakre-tappad (även om de vanligtvis anses vara främst-tappade av olika skäl diskuterade i de andra artiklarna i denna "Snake Venom" -serie). Även om familjen Atractaspididae och Colubridae innehåller vissa icke-giftiga ormarter (som inte har tång eller gift), är familjerna Elapidae och Viperidae uteslutande giftiga.

Som du kan se i tabellen nedan finns vissa typer av giftföreningar i en enda familj av ormar, medan andra finns i alla tre familjer som undersöks här. Denna observation av delade giftföreningar över ormfamiljer, i kombination med det något liknande envenomationssystemet för varje ormfamilj (se del 4 i denna serie), får oss att tro att dessa ormar delade en gemensam, giftig förfader. Det är på grund av detta att det kan vara farligt att "gissa" på giftkompositionen för en viss orm som enbart bygger på vilken familj den tillhör (den vanligaste missuppfattningen är att elapider, såsom kobras, har strikt neurotoxiskt gift medan viperider, såsom skallerormar, har strikt hemotoxiskt gift; det kan vara dödliga antaganden att göra). Många av dessa föreningar har överlappande / redundanta funktioner, vilket resulterar i möjligheten till liknande envenomationssymptom i bita från ormar från olika familjer. Nu inom varje ormfamilj är det möjligt för släkten (och arter) att ha gift som skiljer sig från varandra, vilket ger dig en bättre uppfattning om de troliga envenomationssymptomen från dessa ormar.

Även om det kan finnas upp till 100 distinkta föreningar (inklusive subtyper och isoformer som inte representeras här) inom någon orms gift, finns det ormar som har mindre än ett dussin olika giftkomponenter (det är inte att säga att det nödvändigtvis finns en direkt koppling mellan antal giftkomponenter närvarande och giftigheten för giftet). Skillnader i ormgiftsammansättning (både närvaro och överflöd av enskilda föreningar) kan påträffas på alla taxonomiska nivåer: familj, släkte, arter och underarter. Det kan också finnas skillnader i giftkomposition mellan ormar som tillhör populationer på olika geografiska platser, mellan individer inom dessa populationer och mellan män och kvinnor. Giftkompositionen i en individuell orm kan till och med förändras på grund av dess ålder, kost, miljö (inklusive fångenskap) och säsong. Vid sällsynta tillfällen har gift också visat sig skilja sig mellan giftkörtlarna hos en individuell orm.

Dessa fenomen förklarar delvis hur / varför det finns problem med effektiviteten av antivenom, eftersom det kan vara svårt att redogöra för alla dessa källor till giftvariation i produktionen av antivenom. Skillnader i envenomationssymtom kan också uppstå på grund av mängden gift som injicerats och hur nyligen giftkörteln "tömdes" (giftföreningar kräver tid att fylla på, med vissa typer som görs före andra). Förutom de mekaniska faktorerna som påverkar giftinjektionsvolymen som diskuterades i artikel 2 i denna serie, finns det den medvetna faktorn för hur mycket gift ormen "beslutar" att injicera (med yngre ormar som uppvisar samma kontrollnivå som äldre ormar; det finns ingen "inlärningskurva").

Primära ormgiftföreningar av oro för människor

Typ av föreningÅtgärd mot kroppenOrmfamiljen
Acetylkolinesteraser (AChE)tros orsaka tetan förlamningColubridae, Elapidae
Argininesterasertrodde att predigest rovViperidae
Bradykinin-potentierande peptider (BPP)smärta, hypotoni, immobilisera byteViperidae
C-lektinermodulera blodplättaktivitet, förhindra koaguleringViperidae
Cysteinrika sekretionsproteiner (CRiSP)tros inducera hypotermi, immobilisera bytenColubridae, Elapidae, Viperidae
Disintegrinshämma blodplättaktiviteten, främja blödningViperidae
hyaluronidaseröka interstitiell fluiditet och hjälper till att sprida gift från bittställetElapidae, Viperidae
L-aminosyraoxidas (LAAO)cellskada / apoptosElapidae, Viperidae
Metalloproteinaser (MPr)blödning, myonecrosis, tros föregripa bytenAtractaspididae, Colubridae, Elapidae, Viperidae
Myotoxinsmyonecrosis, smärtstillande, immobilisera byteViperidae
Nervtillväxtfaktorertros orsaka celloptoptosElapidae, Viperidae
Fosfodiesteraser (PDE)tros orsaka hypotoni, chockColubridae, Elapidae, Viperidae
Fosfolipas A2: er (PLA2)myotoxicitet, myonecrosis, skada på cellmembranColubridae, Elapidae, Viperidae
PLA2-baserade presynaptiska neurotoxinerimmobilisera bytenElapidae, Viperidae
Protrombinaktivatorerspridd intravaskulär koagulering (DIC: små blodproppar bildas i hela kroppen, vilket leder till okontrollerad blödning), vilket kan vara dödligtElapidae
Puriner och pyrimidinertros orsaka hypotoni, förlamning, apoptos, nekros, immobilisering av bytenElapidae, Viperidae
Sarafotoxinsmyokardiell ischemi (minskat blodflöde till hjärta), öka blodtrycket, stör hjärtrytmenAtractaspididae
Serinproteaserhemostasstörning, hypotension, immobilisera bytenColubridae, Viperidae
Tre-finger toxiner (3FTx)snabb immobilisering av byte, förlamning, dödColubridae, Elapidae
Informationen i denna tabell är modifierad från: Mackessy, SP, 2009. Handbook of Venoms and Toxins of Reptiles. CRC Press / Taylor & Francis Group, Boca Raton, FL.

Min serie om ormgift

  1. Vilka ormar är giftiga / giftiga?
  2. Snake Fangs 101
  3. Fram- kontra bakspetsade ormar
  4. Snake Envenomation Systems fram- och bakspetsat
  5. Snake Venom Composition and Variability (den här artikeln)
  6. Utility av Snake Venom Research
  7. Expertens guide till Snakebite

Venomvariation mellan giftkörtlar

En Prairie Rattlesnake (Crotalus viridis viridis), som uttrycker vitt gift från sin högra tång och gult gift från dess vänstra tång, vilket indikerar en mycket högre nivå av LAAO i giftet som kommer från den vänstra giftkörteln.

Substratspecificitet för giftföreningar

Detta jämför den "allmänna" proteinasaktiviteten hos vissa metalloproteinaser mot strukturella proteiner med den mycket specifika aktiviteten för vissa tre-fingertoxiner mot acetylkolinreceptorer.

Substrat / bytesspecificitet

När du läste igenom tabellen ovan är jag säker på att du insåg att även om vissa typer av giftföreningar producerade mycket distinkta symptom på envenomation, andra presenterade ett brett spektrum av biologiska effekter. Resonemanget för detta är att varje enskild giftförening (såväl som var och en av dess subtyper) har sin egen grad av målspecificitet. Försök att tänka på det på detta sätt: varje giftförening är en nyckel som bara kan öppna vissa lås. Vissa giftföreningar liknar skelettnycklar (kan öppna flera slags lås), medan andra giftföreningar endast kan öppna en enda typ av lås (med många giftföreningar som finns mellan de två ytterligheterna).

Figuren ovan är ett förenklat 2-D-diagram som illustrerar dessa två ytterligheter, med ett metalloproteinas som ett exempel på en skelettnyckel (kan binda till och verka på flera slags strukturella proteiner) och ett tre-finger toxin som ett exempel på en nyckel som bara passar en typ av lås (endast kan binda till och verka på acetylkolinreceptorer). Därför kan metalloproteinaser anses ha en låg målspecificitet, medan tre-finger toxiner kan anses ha en hög substratspecificitet. Om vi ​​utvidgar detta ytterligare kommer vi till begreppet taxonspecifika giftföreningar, med "taxon" som avser taxonomi. Detta gäller nämligen för högre nivåer av taxonomisk organisation (underordning och högre) och involverar vanligtvis gifter som endast kan agera på vissa "slags" djur. Exempelvis är en viss 3FTx (irditoxin) mycket giftig mot fåglar och ödlor, men ofarligt för däggdjur. Dessa "taxonspecifika" mekanismer tenderar att vara förknippade med ormarnas föredragna byte, varför de ofta kallas "bytesspecifika" toxiner.

De gener som ansvarar för kodning av ormgiftföreningar utsätts för accelererad segmentomvandling i exoner för att ändra inriktning (ASSET), vilket är en form av accelererad utveckling som är tänkt att uppmuntra skapandet av nya giftföreningar med nya funktioner och mål (hjälper till att förklara hur / varför ormgifter kan vara så varierande). Detta fenomen skulle delvis kunna förklara iakttagelsen att orm med främre tappar ofta har gift som är ganska giftiga för människor, medan orm med bakre tappar ofta ger milda envenomationssymtom hos människor [med undantag av Boomslang ( Dispholidus typus ) och Twig Snake (släktet) Thelotornis ), bland några få].

Du kan ta frågesporten nedan för att testa din kunskap om ormgiftens sammansättning / variation innan du går vidare till nästa artikel, som utforskar användbarheten i ormgiftforskning. Du kan också kolla in videon nedan, som ger ett utmärkt exempel på in vivo-effekterna av (huvudsakligen) en viss typ av giftförening: myotoxin. Om du vill lära dig mer om sammansättningen av ormgiften, se Amazon-länken nedan för en mycket användbar bokresurs. Om du har ytterligare frågor om ormar som inte behandlas i den här artikeln om ormsgiftkomposition (eller andra artiklar i denna ormsgiftserie), se min artikel, vanliga frågor om ormar.

Exempel på en farlig bakspetsad orm

En kvistorm (Thelotornis capensis) som håller en grön anol (Anolis carolinensis) i munnen så att den effektivt kan envenomera den. Denna orm är en av de få ormarter som finns bakifrån och utgör ett verkligt hot för människor.

varning

Den här artikeln är avsedd att utbilda människor från ormsexperter till lekmän om sammansättningen av ormgifter. Denna information innehåller generaliseringar och omfattar inte på något sätt alla undantag från de vanligaste "reglerna" som presenteras här. Denna information kommer från min personliga erfarenhet / kunskap samt olika primära (tidskriftartiklar) och sekundära (böcker) litteraturkällor (och kan göras tillgängliga på begäran). Alla bilder och videor, om inte annat anges, är min egendom och får inte användas i någon form, i någon grad, utan mitt uttryckliga tillstånd (skicka e-postfrågor till ).

Jag tror helt och hållet att feedback kan vara ett användbart verktyg för att göra världen till en bättre plats, så jag välkomnar alla (positiva eller negativa) som du känner dig tvungen att erbjuda. Men innan du faktiskt lämnar feedback bör du tänka på följande två punkter: 1. Nämn i dina positiva kommentarer vad du tyckte var bra och nämn i dina negativa kommentarer hur artikeln kan ändras för att bättre passa dina behov / förväntningar; 2. Om du tänker kritisera "saknad" information som du anser vara relevant för den här artikeln, var noga med att läsa igenom alla andra i denna Snake Venom-serie först för att se om dina problem behandlas någon annanstans.

Om du gillade den här artikeln och vill ta reda på hur du kan hjälpa till att stödja ormgiftforskning som undersöker den farmaceutiska potentialen för olika ormgiftföreningar, vänligen kolla min profil. Tack för att du läste!

Ett exempel på myotoxiska effekter: tetan förlamning

Handbook of Venoms and Toxins of Reptiles Handbook of Venoms and Toxins of Reptiles

Den här boken ger den mest uppdaterade och omfattande täckningen av giftsammansättningen för både ormar och främre kängor.

Köp nu

Vad vet du om ormgiftets sammansättning / variation?

visa frågesportstatistik