Ба̀трахотокси́н (от др.-греч. βάτραχος — « лягушка » и τοξίνη — « яд ») — органическое вещество , сильнейший яд небелковой природы из группы стероидных алкалоидов . Содержится в кожных железах некоторых видов лягушек - древолазов из рода листолазов ( Phyllobates ); сравнительно недавно вещества из группы батрахотоксинов были обнаружены у птиц Новой Гвинеи : черно-оранжевой питоху из рода дроздовых мухоловок ( Pitohui ) и у синеголовой ифриты ( Ifrita kowaldi ), которые получают этот яд при поедании жуков ; у самих птиц к этому яду выработался иммунитет .

Физико-химические свойства

Химическая формула — C ₃₁ H ₄₂ N ₂ O ₆ . Яд имеет стероидную структуру с несколькими заместителями и представляет собой эфир батрахотоксина А с 2,4-диметилпиррол-З-карбоновой кислотой; батрахотоксин является стероида .

Кристаллическое вещество, растворимое в полярных органических растворителях, нерастворимое в воде. Разлагается в сильнощелочных средах.

Происхождение яда

Из всех древолазов батрахотоксины были найдены лишь у пяти видов рода листолазов ( Phyllobates ), три из которых обитают в Колумбии . Наибольшее содержание яда зафиксировано у листолаза ужасного ( Phyllobates terribilis ), в одной особи может содержаться до 500 мкг батрахотоксина, 300 мкг гомобатрахотоксина и 200 мкг батрахотоксина А.

До настоящего времени точно не установлено, каким именно способом накапливается яд в организмах древолазов. По одной из версий, он может содержаться в некоторых специфических продуктах, поглощаемых древолазами в природной среде обитания. В лабораторных условиях древолазы могут потерять ядовитые свойства . В 2004 году в Новой Гвинее был обнаружен вид жуков, которые содержат довольно много батрахотоксинов. По предположению учёных, древолазы вполне могут питаться встречающимися в Колумбии близкими родственниками этих жуков, таким образом накапливая яд в своём организме . По другим версиям, яд может синтезироваться самими древолазами или бактериями-симбионтами.

Механизм действия

ЛД ₅₀ — 0,002 мг/кг (мыши, подкожно), летальный исход через 8 минут . Смертельная доза для человека составляет всего 2 мкг .

Токсин полностью устраняет инактивацию потенциалзависимого натриевого канала , так что он остается открытым сколько угодно долго. Кроме того, токсин смещает потенциалзависимость активации канала таким образом, что он открывается при потенциале покоя.

Обладает сильным кардиотоксическим действием, вызывая экстрасистолию и фибрилляцию желудочков сердца; свойственно также паралитическое действие на дыхательную мускулатуру, сердечную мышцу и мышцы конечностей. Стойко и необратимо повышает проницаемость покоящейся мембраны нервных и мышечных клеток для ионов Na ⁺ , вызывая падение электрического потенциала клетки. При этом клетка больше не может передавать нервные импульсы .

Попадая в кровь через слизистую оболочку , рану или трещину в коже, яд вызывает аритмию (экстрасистолию), ведущую к остановке сердца , в результате которой наступает летальный исход. Яд настолько силён, что достаточно просто прикоснуться к коже лягушки листолаза, чтобы вызвать смертельное отравление.

Эффективного противоядия не найдено. Сильный антагонист — тетродотоксин (примерно в 10 раз уступает батрахотоксину по ядовитости, хотя столь же смертелен).

При комбинации с ядом скорпиона токсичность яда повышается в 12 раз .

История

В 1960-х годах учёный Джон Дейли ( англ. John Daly ) и (англ.) ( ( Bernhard Witkop ) получили несколько экземпляров древолазов, присланных из Южной Америки. Чистый батрахотоксин был выделен коллективом американских учёных во главе с биохимиком Б. Уиткопом в 1962 году, для чего экспедицией в Колумбию было собрано около тысячи особей древолазов вида ( ). Поскольку при транспортировке яд погибших животных разрушался, участницей экспедиции Мартой Лэтам был разработан метод экстракции яда в полевых условиях. Исследования позволили выделить 4 основных компонента яда (батрахотоксин, гомобатрахотоксин, псевдобатрахотоксин и батрахотоксин А), а затем была изучена структура и свойства этих веществ .

Химический синтез

В 1998 году учёные из Гарвардского университета разработали схему частичного синтеза батрахотоксина, включавшую в себя более 40 стадий. Синтез позволял получить непосредственный предшественник батрахотоксина (т. н. батрахотоксин А) в виде рацемата .

В 2016 году химики из Стэнфордского университета выполнили полный синтез батрахотоксина. Разработанная ими схема полного синтеза более совершенна (состоит из 25 стадий) и, кроме того, является стереонаправленной (позволяет получать в отдельности оба зеркальных изомера) .

Применение

Индейцы Южной Америки смазывали ядом стрелы для духовых трубок перед охотой, проводя наконечником по спинам древолазов. Смерть жертвы наступала через 4—8 минут после попадания одной стрелы.

Примечания