YILAN ZEHİRİ NASIL ETKİ EDER?
Yılan zehiri, zehirli yılanların değiştirilmiş tükürük bezlerinden gelen sıvı salgılarıdır. Yılanlar, avı etkisiz hale getirmek ve sindirim sürecine yardımcı olmak için zehirlere güvenir.Yılan zehirinin ana bileşeni proteindir. Bu zehirli proteinler, yılan zehirinin zararlı etkilerinin çoğunun sebebidir. Aynı zamanda, büyük moleküller arasındaki kimyasal bağları kıran kimyasal reaksiyonları hızlandırmaya yardımcı olan enzimler de içerir. Bu enzimler avlardaki karbonhidratların, proteinlerin, fosfolipitlerin ve nükleotitlerin parçalanmasına yardımcı olurlar. Zehirli enzimler ayrıca kan basıncını düşürür, kırmızı kan hücrelerini yok eder ve kas kontrolünü engeller.Yılan zehiri ek bir bileşeni polipeptid toksinidir. Polipeptitler, 50 veya daha az amino asitten oluşan amino asit zincirleridir. Polipeptit toksinleri hücre ölümüne yol açan hücre işlevlerini bozar. Bazı zehirli yılan türlerinde yılan zehirinin bazı zehirli bileşenleri bulunurken, diğer bileşenler sadece belirli türlerde bulunur.
Yılan Zehirinin Üç Temel Türü: Sitotoksinler, Nörotoksinler ve Hemotoksinler
Yılan zehirleri, toksinlerin, enzimlerin ve toksik olmayan maddelerin karmaşık bir koleksiyonundan oluşmasına rağmen, tarihsel olarak üç ana tipe ayrılmıştır: sitotoksinler, nörotoksinler ve hemotoksinler. Diğer tipte yılan toksinleri, belirli hücre türlerini etkiler ve kardiyotoksin, miyotoksinler ve nefrotoksinleri içerir.Sitotoksinler vücut hücrelerini yok eden zehirli maddelerdir. Sitotoksinler, nekroz olarak bilinen bir doku veya organdaki hücrelerin çoğunun veya tümünün ölümüne yol açar. Bazı dokular, dokunun kısmen ya da tamamen sıvılaştırıldığı sıvılaştırıcı nekrozla karşılaşabilir. Sitotoksinler, avını kısmen yemeden önce kısmen sindirmeye yardımcı olur. Sitotoksinler genellikle etkiledikleri hücre tipine özgüdür. Kardiyotoksinler kalp hücrelerine zarar veren sitotoksindir. Miyotoksinler kas hücrelerini hedef alır ve çözer. Nefrotoksinler böbrek hücrelerini yok eder. Birçok zehirli yılan türü, sitotoksinlerin bir kombinasyonuna sahiptir ve bazıları da nörotoksinler veya hemotoksinler üretebilir. Sitotoksinler hücre zarına zarar vererek ve hücre lizisini indükleyerek hücreleri yok eder. Ayrıca, hücrelerin programlanmış hücre ölümüne veya apoptoza maruz kalmasına neden olabilir. Sitotoksinlerin neden olduğu gözlemlenebilir doku hasarının çoğu, ısırık bölgesinde meydana gelir. Nörotoksinler, sinir sistemine zehirli olan kimyasal maddelerdir. Nörotoksinler nöronlar arasında gönderilen kimyasal sinyalleri (nörotransmiterler) bozarak çalışır. Nörotransmitter üretimini azaltabilir veya nörotransmiter alım sitelerini engelleyebilirler. Diğer yılan nörotoksinleri, voltaj geçişli kalsiyum kanallarını ve voltaj geçişli potasyum kanallarını bloke ederek çalışır. Bu kanallar, nöronlar boyunca sinyallerin iletimi için önemlidir. Nörotoksinler kas felcine neden olur ve bu da solunum zorluğu ve ölümle sonuçlanabilir. Elapidae ailesinin yılanları genellikle nörotoksik zehir oluştururlar. Bu yılanlar küçük, dik dişlere sahiptir ve kobraları, mambaşları, deniz yılanlarını, ölüm toplayıcılarını ve mercan yılanlarını içerir.
Yılan nörotoksin örnekleri şunlardır:
Calciseptine: Bu nörotoksin, voltaj geçişli kalsiyum kanallarını bloke ederek sinir impuls transdüksiyonunu bozar. Kara Mambalar bu tip zehir kullanır.
Kobralar tarafından üretilen kobrotoksin, felç ile sonuçlanan nikotinik asetilkolin reseptörlerini bloke eder.
Calcicludine: Calciseptin gibi, bu nörotoksin sinir sinyallerini bozan voltaj geçişli kalsiyum kanallarını bloke eder. Doğu Yeşil Mamba’da bulunur.
Doğu Yeşil Mamba’da da bulunan Fasikulin-I, kontrol edilemeyen kas hareketi, konvülziyonlar ve solunum felci ile sonuçlanan asetilkolinesteraz fonksiyonunu inhibe eder.
Blue Coral Snakes tarafından üretilen Calliotoxin, sodyum kanallarını hedefler ve bunların kapanmasını engelleyerek tüm vücudu felce uğratır.
Hemotoksinler sitotoksik etkileri olan ve normal kan pıhtılaşma süreçlerini bozan kan zehirleridir. Bu maddeler, kırmızı kan hücrelerinin açılmasına, kan pıhtılaşma faktörlerine müdahale ederek ve doku ölümüne ve organ hasarına neden olarak çalışmaktadır. Kırmızı kan hücrelerinin yok edilmesi ve kanın pıhtılaşamaması ciddi iç kanamaya neden olur. Ölü kırmızı kan hücrelerinin birikimi de uygun böbrek fonksiyonunu bozabilir. Bazı hemotoksinler kan pıhtılaşmasını engellerken, diğerleri trombositlerin ve diğer kan hücrelerinin bir araya toplanmasına neden olur. Ortaya çıkan pıhtılar kan damarları yoluyla kan dolaşımını bloke eder ve kalp yetmezliğine yol açabilir. Viperidae’nin vipçiler ve çukurlar dahil olmak üzere yılanları hemotoksinler üretir.
Yılan Zehir İletim ve Enjeksiyon Sistemi
En zehirli yılanlar, dişleri ile avına zehir enjekte eder. Dişler, dokuları deldikleri ve zehirin yaraya akmasına izin verdiği için venomu sağlamada oldukça etkilidir. Bazı yılanlar da zehiri bir savunma mekanizması olarak tükürür çıkarırlar. Venom enjeksiyon sistemleri dört ana bileşen içerir: zehir bezleri, kaslar, kanallar ve dişler.
Zehir Bezleri: Bu özel bezler kafasında bulunur ve zehir için üretim ve depolama alanları olarak hizmet eder.
Kaslar: Venom bezlerinin yakınındaki yılanın başındaki kaslar, bezlerden zehiri sıkmaya yardım eder.
Kanallar: Kanallar, zehirlerden bezlerden dişlere taşınması için bir yol sağlar.
Dişler: Bu yapılar, zehir enjeksiyonu sağlayan kanallarla modifiye edilmiş dişlerdir.
Viperidae ailesinin yılanları çok gelişmiş bir enjeksiyon sistemine sahiptir. Venom sürekli olarak üretilir ve zehir bezlerinde depolanır. Engerek yılanları avlarını ısırmadan önce ön dişlerini dikleştirirler. Isırıktan sonra, bezlerin etrafındaki kaslar, bazı zehirleri kanallardan ve kapalı fang kanallarına zorlar. Enjekte edilen zehir miktarı yılan tarafından düzenlenir ve avın büyüklüğüne bağlıdır. Tipik olarak, engerekler, zehir enjekte edildikten sonra avlarını serbest bırakırlar. Yılan, zehiri etkilemek ve hayvanı tüketmeden önce avı hareketsiz kılmak için bekler.
Elapidae (ör. Kobralar, mambas ve toplayıcılar) ailesinin yılanları, engereklere benzer bir zehir verme ve enjeksiyon sistemine sahiptir. Engereklerden farklı olarak, elapidlerin hareketli ön dişleri yoktur. Çoğu elapid, sabit ve sabit kalan kısa, küçük dişlere sahiptir. Avlarını ısırdıktan sonra, elapidler genellikle avınıkavramayı sürdürür ve zehirin en iyi şekilde penetrasyonunu sağlamak için çiğnemeye başlarlar.
Colubridae ailesinin zehirli yılanları, her bir dişi üzerinde, zehir için bir geçit görevi gören tek bir açık kanal içerir. Zehirli colubridler tipik olarak arka arka dişleri sabitler ve zehiri enjekte ederken avlarını çiğnerler. Colubrid zehiri, insanlar üzerinde, elapidlerin veya engereklerin zehirlerinden daha az zararlı etkilere sahip olma eğilimindedir. Bununla birlikte, boomslang ve dal yılanından gelen zehir, insan ölümlerine yol açmıştır.
Yılan Zehiri Yılana Zararlı mı?
Bazı yılanlar avlarını öldürmek için zehir kullandıklarından, zehirli hayvanı yerken neden yılan zarar görmez? Zehirli yılanlar, avını öldürmek için kullanılan zehir tarafından zarar görmezler çünkü yılan zehirinin ana bileşeni proteintir. Protein bazlı toksinler, etkili olması için vücut dokularına veya kan dolaşımına enjekte edilmeli veya emilmelidir. Yılan zehiri tüketmek veya yutmak zararlı değildir çünkü protein bazlı toksinler, mide asitleri ve sindirim enzimleri tarafından temel bileşenlerine ayrılır. Bu protein toksinlerini nötrleştirir ve onları amino asitlere ayırır. Ancak, toksinler kan dolaşımına girecek olsaydı, sonuçlar ölümcül olabilirdi.
Zehirli yılanların, kendi zehirlerine karşı bağışık kalmalarına ya da daha az duyarlı olmalarına yardımcı olacak birçok koruma vardır. Yılanın zehrini salgılayan bezleri, zehirin yılanın vücuduna geri akmasını önleyecek şekilde konumlandırılmış ve yapılandırılmıştır. Zehirli yılanlar, aynı türe ait başka bir yılan tarafından ısırılmışlarsa, zehre maruz kalmaya karşı korunmak için kendi toksinlerine karşı antikorları veya anti-zehirleri de vardır.
Araştırmacılar, kobraların, kendi nörotoksinlerini bu reseptörlere bağlanmasını önleyen, kasları üzerinde asetilkolin reseptörlerini değiştirdiğini de keşfetmişlerdir. Bu değiştirilmiş reseptörler olmadan, yılan nörotoksini, felç ve ölümle sonuçlanan reseptörlere bağlanabilecekti. Modifiye asetilkolin reseptörleri, kobraların neden kobra zehrine bağışıklık kazandırdığının anahtarıdır. Zehirli yılanlar kendi zehirlerine karşı belki savunmasız olabilirler ama diğer zehirli yılanların zehirlerine karşı savunmasızdırlar.
Yılan Zehiri ve Tıp
Anti-zehirin gelişmesine ek olarak, yılan zehirleri ve biyolojik eylemleri ile ilgili çalışma, insan hastalıklarıyla mücadele etmenin yeni yollarının keşfedilmesi için giderek daha önemli hale gelmiştir. Bu hastalıkların bazıları inme, Alzheimer hastalığı, kanser ve kalp rahatsızlıklarını içerir. Yılan zehirleri spesifik hücreleri hedeflediğinden, araştırmacılar bu toksinlerin spesifik hücreleri hedefleyebilen ilaçlar geliştirmek için kullandıkları yöntemleri araştırmaktadır. Yılan zehiri bileşenlerini analiz etmek, daha etkili ağrı kesiciler ve daha etkili kan incelticiler geliştirmeye yardımcı olmuştur.Araştırmacılar, yüksek tansiyon, kan hastalıkları ve kalp krizi tedavisinde ilaç geliştirmek için hemotoksinlerin pıhtılaşma önleyici özelliklerini kullanmışlardır. Nörotoksinler, beyin hastalıklarının ve felçlerinin tedavisi için ilaçların geliştirilmesinde kullanılmıştır.FDA tarafından geliştirilen ve onaylanan ilk zehir bazlı ilaç, Brezilya engererinden türetilen ve yüksek tansiyonun tedavisi için kullanılan kaptoprildir. Zehirden türeyen diğer ilaçlar arasında kalp krizi ve göğüs ağrısının tedavisi için eptifibatid (çıngıraklı yılan) ve tirofiban (Afrika testere ile kesilmiş engerek) yer alır.
Çeviri: Labpoint Türkiye
www.thoughtco.com
Kaynaklar:
- Adigun, Rotimi. “Necrosis, Cell (Liquefactive, Coagulative, Caseous, Fat, Fibrinoid, and Gangrenous).” StatPearls [Internet]., U.S. National Library of Medicine, 22 May 2017, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK430935/.
- Takacs, Zoltan. “Scientist Discovers Why Cobra Venom Can’t Kill Other Cobras.” National Geographic, National Geographic Society, 20 Feb. 2004, news.nationalgeographic.com/news/2004/02/0220_040220_TVcobra.html.
- Utkin, Yuri N. “Animal Venom Studies: Current Benefits and Future Developments.” World Journal of Biological Chemistry 6.2 (2015): 28–33. doi:10.4331/wjbc.v6.i2.28.
- Vitt, Laurie J., and Janalee P. Caldwell. “Foraging Ecology and Diets.” Herpetology, 2009, pp. 271–296., doi:10.1016/b978-0-12-374346-6.00010-9.