蛇毒生物毒素课件

1、蛇毒生物毒素课件 世界上大约有25000种类蛇，其中大概500种是有毒的。我国已知蛇类165种，其中毒蛇47种，主要分布在长江以南地区，对人危害较大经常造成蛇伤的主要毒蛇有9种。 眼镜蛇（Elapidae） 蝰蛇（Viperidaerusselli） 尖吻蝮蛇（五步蛇Agkistrodon acutas） 蝮蛇（Agkistrodon blowhoffii） 竹叶青（Trimerresurus stejnegeni） 烙铁头（Trimerresurus muccrosquanatus） 银环蛇（Bungarus multicinctus） 金环蛇（Bungarus fasciatus） 海蛇（

2、Hydrophiidae） 蛇类在世界分布很广，整个热带、亚热带和温带地区都有分布。全世界约有1/3的人口受到毒蛇咬伤的威胁，每年死于蛇伤的约有4-6万人。10蛇毒生物毒素课件 毒蛇的有毒部分由毒腺、毒牙和排毒管组成。排毒管一端连接毒腺前端，另一端开口于毒牙基部的牙鞘中。毒腺的外面包着坚韧的结缔组织。当毒蛇咬人时，包被在毒腺外面的肌群参与收缩，使毒液迅速输入前端的导管，沿导管经毒牙进入被咬者体内。 蛇毒为半透明黏稠状液体，有特殊腥味，微酸，含水量70左右，成分非常复杂，固体成分中含有20多种毒素蛋白和5-15种酶类，以及少量中性脂肪、磷酸和游离单糖等。有毒成分主要是蛋白质和多肽，约占于蛇毒的8

3、5-90。 蛇毒按毒理学作用分为：神经毒素和血循环毒素。有些蛇毒两种性质兼有，属混合蛇毒，如眼镜蛇毒、蝮蛇毒等。 根据生物化学活性可分为：酶类、神经毒性多肽和蛋白质、生物活性物质、膜活性多肽4类。 一、酶类 各种蛇毒中都含有多种酶类，起分解和消化食物的作用，其中蛋白水解酶、透明质酸酶、磷脂酶A2等与毒性有关, L-精氨酸酶与中毒密切相关。 1蛋白酶 具有水解全部蛋白质的作用，能引起出血、局部肿胀或坏死，EDTA-Na2能抑制其活性，使之失效。 2激肽酶 引起体内缓激肽酶的释放，使血管扩张，血压下降，局部疼痛。卵磷脂酶能破坏红细胞；抗凝固酶能阻止血浆凝固；透明质酸酶能使毒素很快分散到组织中去。

4、3. 磷脂酶A2 催化卵磷脂水解，释出脂肪酸变成溶血卵磷脂，引起溶血及炎症。磷脂酶A2是一组具有多功能的生物活性物质，最突出的是它与其他蛋白质结合可形成一种毒素。 在蛇毒的多种酶中，磷脂酶A2是最有代表性的一种。在有些蛇毒中，它也伴有多种无酶作用的有毒肽。磷脂酶A2在蛇毒干物质中约占10以上。有毒的磷脂酶A2对受攻击的动物的靶细胞膜具有强有力的作用。 突触前神经毒磷脂酶A2与轴索终端膜结合后可引起乙酰胆碱在神经肌肉接头处的释放增加，随后不可逆地降低。这些神经毒磷脂酶A2对外周神经的终端膜是特异的，而对中枢神经则无作用 。 如果，注入的磷脂酶的量较多，患者就失去所有骨骼肌肉的收缩能力，包括膈肌，

5、若不给以人工呼吸机的协助，将因呼吸麻痹而死亡，肌肉毒磷脂酶A2则仅作用于骨骼肌细胞膜，造成不可逆的细胞膜去极化作用，引起肌纤维坏死和肌球蛋白尿症。肌肉毒素引起剧烈的疼痛，可持续数日到数月。 各种磷脂酶A2的催化作用都是一样的，如果需要，所需协同因子也都是相同的，如细胞外的和大部分细胞内的磷脂酶A2都需要钙离子，除了银环蛇毒素外，所有的磷脂酶A2的氨基酸序列均已弄清。它是含有120-130个氨基酸残基的单链结构，并含有较高的半胱氨酸。大多数蛇有14个半胱氨酸。(一)神经毒素 主要存在于眼镜蛇科和海蛇科的蛇毒中。它由15-18种氨基酸共61-74个氨基酸残基组成，最多的有180个氨基酸残基。含有8

6、-20个半胱氨酸，形成4-10个二硫键，这些二硫键是保持毒性所必须的。 毒性表现在骨骼肌弛缓性麻痹，其作用有两种方式： 突触后毒素作用于运动终板,与终板上的胆碱受体结合, 因此产生神经肌肉传导阻断，使骨骼肌不能兴奋而呈现弛缓性麻痹； 突触前毒素直接作用于运动神经末捎，阻止乙酰胆碱的释放，使骨骼肌失去收缩能力而麻痹。 神经毒素从结构上可分为4种： 三指形结构，如突触后神经毒素、心脏毒素、肌肉毒素等； 与磷脂酶类似结构的神经毒素,如突触前神经毒素、细胞毒素； 与牛胰凝乳蛋白酶抑制剂(BPTl)类似结构的神经毒素； 其他非典型结构的蛇神经毒素。 根据作用机理神经毒素可分为： 突触前神经毒素，如虎蛇毒

7、素； 突触后神经毒素，如半环扁尾蛇毒素； 离子通道型神经毒素，如钠通道毒素、 钾通道毒素、钙通道毒素等； 抗胆碱酯酶毒素,如非洲绿树眼镜蛇毒素。 迄今突触后神经毒素已有100多种分离纯化成功，有80多种已作了氨基酸序列分析，而且对毒素分子的空间结构作了测定。 具有三指形结构的神经毒素，一般由6080个氨基酸残基形成一条多肽链，氨基酸残基的组成和相对位置有很大的同源性。二级结构主要由-折叠和-转角组成。乙酰胆碱受体正是与毒素分子的带正电荷的活性中心相互作用的；长链和短链的突触后神经毒素都属于这一类结构 。 突触前神经毒素一般都有两个以上的亚基组成，其致死作用与另外亚基的作用密切相关。如银环蛇毒素

8、作用于运动神经突触前膜递质产生一种三相变化，初期短暂抑制，继而促使乙酰胆碱释放，随后导致不可逆的传导阻滞，初期乙酰胆碱的减少，可能是由于毒素结合在一个前膜部位，在异化之后，使磷脂酶的活性发挥出来，导致神经末梢内的磷脂水解，致使释放机理失活。 眼镜蛇毒素因子（CVF）成为研究热点已将近百年,对它的结构和功能已有较深入的研究，CVF已成为补体生物学有价值的研究工具，特别是对补体C3的结构和功能研究。它也可能成为治疗癌症的有效药物，已证明抗体与CVF的结合物能杀死黑色素瘤细胞、人类白血病细胞及成神经细胞瘤,而未与抗体结合的自由CVF则无此作用。 (二)生物活性因子 如神经生长因子并非神经毒素，而是一

9、种能刺激神经生长的特殊蛋白质。这种因子多见于眼镜蛇科和蛙蛇科的蛇毒中。 (三)膜活性多肽 膜活性多肽也是强碱性多肽，可引起极复杂的生物效应，能直接溶解红细胞，可改变细胞膜的通透性，并使膜上的酶易于溶出，对心脏、骨骼肌、周围神经等均可产生有害作用，它的许多作用可被磷脂酶A所加强。 (四)血循环毒素 主要存在于眼镜蛇及蝮蛇等蛇类，属碱性多肽，有直接损伤心肌作用。它使细胞的结构和功能都受到影响，对神经肌肉接头也有阻断作用。但对神经系统、呼吸功能和血液成分没有直接的毒害作用；也没有溶解血细胞或磷脂酶A2的活性。 心脏毒素对各种系统的作用已有许多报道，但对它的作用机理仍不清楚，多属推理性的。主要引起心血

10、管功能障碍，中毒早期常有短暂的兴奋过程，以后心脏逐渐转入抑制，心率失常，束枝传导阻滞，严重中毒时，血压降至休克水平。 蛇伤的严重程度取决于三个条件：被咬者的年龄和体重；毒素的毒力(随蛇的种类和年龄而异)；注人体内毒液量的多少。此外，与被咬者所穿衣服和靴鞋也有关系。 据统计，约有20被蛇咬的人不发生中毒症状，或由于咬伤浅表，或由于没有射出毒液。 不同蛇毒蛋白质分子量大小的差异与中毒反应之间有密切联系。眼镜蛇、金环蛇等的神经毒蛋白分子小，能很快扩散到全身去，咬伤后几小时甚至几分钟内便可发作。而蝰蛇和响尾蛇咬伤后，几小时至几天内，还不发生严重的症状。 此类中毒潜伏期短，局部症状重，易于早期发现，早期

11、治疗可降低死亡率。 由蝰蛇、五步蛇、竹叶青等蛇类咬伤引起局部肿胀严重，且可向肢体近心端迅速扩展。疼痛剧烈似刀割、火燎、针刺，局部可发生水泡、血泡和组织坏死，流血不止；全身表现多处出血。心脏呈中毒性心肌炎，出血、溶血和心肌损伤均可引起休克。 见于金环蛇、银环蛇、海蛇咬伤。局部症状轻，毒蛇牙痕小，无渗出液。全身症状往往l3h后反复出现，主要为骨骼肌弛缓性麻痹。首先影响颈部肌群，张口和吞咽困难；继而瘫痪向躯体发展，引起呼吸麻痹甚至停止。 由于局部症状不显著，全身症状出现以前往往不注意，容易耽误救治 。 见于眼镜王蛇、眼镜蛇、蝮蛇等咬伤。由于中毒程度不一症状也不同，除具有神经毒及血循环毒的局部和全身症

12、状外，严重者出现呼吸窘迫综合征，眼镜蛇咬伤伴有高热；眼镜王蛇咬伤病情发展极快，可迅速出现呼吸停止，心跳停止。蝮蛇咬伤常有视力模糊，复视等。(1)有毒蛇咬伤史，伤口有较深而粗的毒牙痕。(2)银环蛇咬伤的皮肤常有撕裂现象；金环蛇伤口周围皮肤呈橘皮样改变，有时有硬结；血循环毒和混合毒类蛇咬伤，主要是牙痕处流血不止。(3)不同毒蛇咬伤症状也不相同，银环蛇咬伤局部症状轻，而全身症状严重；蛙蛇、五步蛇咬伤出血严重；海蛇咬伤可见骨骼肌瘫痪，竹叶青咬伤则局部症状明显，全身症状轻；眼镜蛇咬伤局部中心坏死呈黑色。(4)实验室诊断：琼脂免疫双向扩散试验及放射免疫法测患者体液中的蛇毒。 我国分布最广、数量最多的是蝮蛇

13、。蝮蛇常盘绕在树上或盘曲在地上。鼻孔与眼之间的颊窝，对红外线敏感，能感知温度千分之几度的变化，并能确定单源位置，有利于捕捉小动物和小鸟。蝮蛇有种分叉的须舌，经常伸出口外，能嗅出空气中的各种化学物质，有助于寻找食物。 蝮蛇属晨昏活动类型，每天早晨和黄昏出外捕食，但也常受捕食对象的活动而改变。蝮蛇一般在气温15左右开始活动，2025C时最多见，5以下冬眠。 蝮蛇以等候捕食方式取食，不追赶对象。因此，它并不主动袭击人，也不跟人。但若靠近他的头前，或碰着它，也会咬人。除眼镜王蛇外，其他毒蛇一般都不主动咬人。眼镜王蛇生活在山区森林边缘，常隐匿在岩缝或树洞中，白天活动。 根据统计，蛇伤90发生在手脚部位。

14、因此，在野外活动时一定不要赤脚，手中持一根棍棒采取“打草惊蛇”的策略,驱赶毒蛇。同时，脚上应穿厚实的鞋袜!并注意不要用手翻开石块或其他杂物以避免被隐匿在下面的毒蛇咬伤。 野外工作者特别是在华南或东南沿海一带野外作业时应带一些蛇药，一旦被蛇咬，立即服用。 我国用蛇毒治病的历史最久，早在两千年前的西汉即有利用蛇毒的记载神农本草经。李时珍本草纲目一书中比较详细地叙述了蝮蛇能治诸恶疮、半身枯死等重疾。国外用蛇毒最早的是Monaelesser(1933)，他用眼镜蛇毒治疗癌症病人镇痛效果显著。 中国医大于1974年用蛇岛蝮蛇蛇毒治疗恶性肿瘤、胃、十二指肠溃疡等疾病取得近期疗效。自1976年中国科学院昆明

15、动物研究所开展蛇毒的分离纯化研究工作以来，仅5年时间，已取得很多成果，对国内大部分蛇毒已进行了纯化。其中对3种蛇毒做了一级结构测定。（一）、抗凝与止血 从蝮蛇、五步蛇蛇毒中分离提纯具有“抗凝作用”的精氨酸酯酶、去纤酶等已用于临床治疗血栓疾病，并取得可喜的结果。从尖吻蝮蛇毒中提纯的去纤酶经动物试验证明，它能专一地作用于血浆纤维蛋白原，使纤维蛋白原在48h内处于低水平，使动物的全血及血浆黏度下降，从而使某些疾病引起的血液高凝状态处于低水平，而达到治疗目的。 蛇岛蝮蛇提纯的精氨酸酯酶经动物试验证明，具有去纤、降低血脂、降低血液黏度的作用，并对凝血起主要作用的血小板数量与血小板黏附、聚集功能均有下降作

16、用。该酶从1980年起用于临床治疗脑血栓260例有效率为80-90%，目前已广泛用于临床。 用东北陆生白眉蝮蛇提取的“清栓酶”用于治疗闭塞性脑、心、周围血管病400多例，有效率达90以上，是一种疗效高、起效快、副作用少的抗凝新药。用于治疗20多种疑难病症，如脑血栓、红斑狼疮等顽症取得明显疗效，可能与蛇毒抗凝剂能降低血液黏度，扩张血管，改善血循环有关。“清栓酶”治疗老年性糖尿病也取得较好的疗效。 近年来，我国蝮蛇酶的临床应用进展很快，已将蛇岛蝮蛇“抗栓酶”、尖吻蝮蛇“去纤酶”、东北白眉蝮蛇毒的“清栓酶”、浙江蝮蛇毒“抗栓酶” (Svate)4种蛇毒抗凝剂用于临床，治疗闭塞性血管病5000余例，总有效率达90以上，给广大血栓病人带来了福音。 蛇毒对肿瘤生长的影响，国内外意见不一致，1976年Branganca从印度眼镜蛇毒中分离到细胞毒素P，它能选择性地在体外溶解吉田肉瘤，并在体内抑制癌的发展，接种吉田肉瘤细胞的大鼠只要给药2.25mg/kg，则半数动物存活期能延长3倍。我国学者郝文学 (1976)从蛇岛蝮蛇毒中提纯的精氨酸酯酶对肿瘤细胞生长有明显抑制作用，并在临床应用上取得一定疗效。 1976年，昆明动物研究所从眼镜蛇毒中获得一种镇痛剂一“克痛灵”对各种疼痛病例800多例均有较好疗效，特别对坐