蛇毒的毒性毒理课件

动物生理学姓名：丁彦专业：生物科学年级：2008级2024年1月6日University蛇毒的毒性与毒理Introduction毒蛇的分类及主要分布范围蛇毒的毒性及毒理毒蛇咬伤中毒的发病机制蛇毒的应用与开发

2024年1月6日2024年1月6日AnimalPhysiology毒蛇的主要种类和分布分类地位：属于爬行纲、有鳞亚纲、蛇目。蛇类在世界上分布极为广泛，其种属随地域、气候、环境而各异。已知世界上现有蛇类2200多种，分别隶属10科，其中有毒蛇600

余种，而对人有致命危险的主要毒蛇有195

种。在我国各省都有蛇的分布，但大部分蛇种集中于长江以南、西南各省，已知现有蛇类174

种，有毒的占48

种，其中陆地常见的主要毒蛇有10种，海生毒蛇10余种。1．眼镜蛇科（Elapidae)2．蝰科

(Viperidae)3.海蛇科(Hydrophidae)我国主要毒蛇分类AnimalPhysiology2024/1/62024年1月6日AnimalPhysiology1．眼镜蛇科（Elapidae)

本科属前沟牙类毒蛇，毒液以神经毒为主。金环蛇

（Bungarusfascitus）：头椭圆形，全身体背有黄环和黑环相间排列，两环宽窄大致相等，尾短圆钝，体长1.2－1.5米。分布在福建、江西、广东、广西、海南和云南。活动于平原、丘陵、山地丛林、塘边、溪沟边和住宅附近。银环蛇（Bungarusmulticinctus）：头椭圆形，全身体背有白环和黑环相间排列，白环较窄，尾细长，体长１米左右。分布在安徽、浙江、福建、台湾、湖北、湖南、广东、广西、海南、贵州、云南。栖息於平原、丘陵的多水地带或山坡、田野、路旁。

我国主要毒蛇分类眼镜王蛇（Ophiophagushannah）：外形似眼镜蛇，体更长，可达５米，颈部膨扁时有白色的倒写V字形斑，体背有窄白色带斑纹40－50

个，激怒时其前身1／2

竖起，性凶猛，会主动攻击人畜。分布於浙江、江南、福建、广东、海南、广西、四川、贵州、云南和西藏。生活于平原至海拔1000米的山区。2024年1月6日University倒V型烙铁头（Trimeresuresmucrosquamatus）：头部三角形，颈细，吻较窄，体背棕褐色，有镶浅黄色边的紫棕色斑块，体长约１米。分布於安徽、淅江、江西、福建、台湾、河南、湖北、湖南、广东、海南、广西、陕西、甘肃、四川、贵州。生活在海拔100米以上的丘陵、山区的灌木丛、溪边或山区住宅附近草堆或石缝中。2024年1月6日University2024年1月6日University

白眉蝮

灰蓝扁尾海蛇

尖吻蝮

金环蛇

眼镜王蛇

银环蛇

烙铁头

圆斑蝰

舟山眼镜蛇

白唇竹叶青

2024年1月6日University蛇毒的毒性成分及其毒理蛇毒概念蛇毒的毒性成分及其毒理2024年1月6日University蛇毒是从毒蛇的毒腺中分泌出来的一种毒液,属于生物毒素。一般蛇毒的新鲜毒液呈蛋清样粘稠弱酸性,有特殊腥味,含水量约为65%~80%,比重为1.03~1.06,常温下易失活,置冰箱中1周后有部分失去活力。蛇毒中的蛋白类物质是蛇毒主要毒性成分,包括蛇毒素和酶两大类,所以遇重金属离子、乙醇、酚类物质时,立即产生沉淀;高温环境产生絮状沉淀;遇氧化剂(MnSO4、H2O2)、还原剂(亚硫酸钠)、强酸、强碱等易被破坏,亦易被蛋白水解酶所分解;紫外线照射也能使蛇毒失活。经甲醛处理后失去毒性,但仍保持其抗原性,或变成类毒素。

按毒理学分类

1.神经毒素

2.血循毒素

3.蛇毒酶按化学成分分类

1.神经毒性多肽

2.神经生长因子

3.膜活性多肽

2024年1月6日University蛇毒的毒性成分及其毒理

神经毒素主要存在于银环蛇、金环蛇和海蛇的毒液中,眼镜蛇、蝮蛇也含有此毒素。神经毒素按作用部位、作用方式分为两种类

⒈突触前神经毒素

⒉突出后神经毒素

2024年1月6日University神经毒素在这两种神经毒素的共同作用下，双重地阻断了神经-肌肉接头的传递，引起骨骼肌呈弛缓性麻痹。作用于神经-肌肉接头的突触前膜，抑制突触前膜乙酰胆碱的释放过程，例如银环蛇毒的β-神经毒素、从江浙蝮蛇中分离出来的具有PLA2活性的突触前神经毒素。2024年1月6日University

抑制Ach的释放2024年1月6日University作用于运动神经与骨骼肌接头处的突触后膜,与后膜的乙胆碱受体相结合,使运动神经末梢释放的乙酰胆碱对该受体不起作用,从而导致骨骼肌松弛。例如眼镜蛇的神经毒素、银环蛇毒的α-神经毒素、海蛇的神经毒素等,作用于突触后膜,对终板乙酰胆碱受体亲和力很大,可阻断神经终板受体,使乙酰胆碱不起作用,且不易洗脱,其阻断作用属于竞争性抑制

。突触后神经毒素Ach受体替代Ach与Ach受体结合2024年1月6日University（l）影响离子通道影响Na、K通道：蛇毒阻断了N+a或+K通道，动作电位将不能到达神经轴突末端，因此就不会刺激末端的囊泡释放神经递质，不能引起靶细胞的生理反应，或者是阻断神经末端的+K通道，使细胞复极化过程减慢，引起电压门控Ca通道的开放时间变长，更多的Ca+流入胞内，引发神经递质过量释放。影响Ca通道

(2)影响神经递质与其受体的结合a一Bungarotoxni与突触后膜上AchR不可逆结合，阻止了突触后膜的去极化作用，从而阻断了神经信号的传递。

(3)阻断蛋白的磷酸化

蛇毒神经毒的作用机理++2++SynapsinⅠ、GAP-43和MARCKS都是神经末梢突触膜上的蛋白。SynapsinⅠ在CaM-kinaseⅡ催化下磷酸化后，增加突触小泡的数量，导致神经递质释放量增加。GAP-43和MARCKS都是PKC的底物。G-43磷酸化后促进神经递质的释放，而MARCKS磷酸化后介导突触的去极化。B-bungarotoxin不直接影响CaM-kinase或者PKC的活性，而是影响这些酶的底物与酶的结合，从而阻断神经递质的释放。2024年1月6日University阻断蛋白的磷酸化

脂酶A2于神经末端的作用位点可以在胞内也可以在胞外。它们可以通过胞吞作用进入突触小泡，水解小胞腔内层的膜磷脂。水解产物溶血磷脂留在胞腔内侧，而脂肪酸则在pH梯度下被转移到单层磷脂膜中。当这种突触小泡与突触后膜结合，形成型结构释放神经递质后，由于其特殊结构将不能与突触后膜分离循环行使其作用。另外，它们也能绑定突触前膜上特定的受体，通过水解膜磷脂改变其结构，进而促进神经递质的释放。2024年1月6日University（4）影响突触小泡的功能LPA2进入2024年1月6日University血液循环毒素血循毒素主要存在于五步蛇(Ancistrodonacutus)、蝰蛇(Viperarussellisiamensis)、竹叶青蛇(Trimeresuresstejnegeri)等蛇毒中,眼镜蛇、蝮蛇亦含有此毒素。

心脏毒素

细胞毒素

出血毒素促凝与抗凝组份

心脏毒素是眼镜蛇科多数蛇毒中的一种碱性多肽,其成分是由15-17种氨基酸、60个氨基酸链所组成,分子量为6000-7000D,具有广泛毒性作用。眼镜蛇毒、金环蛇毒、眼镜王蛇毒均含有此类毒素。毒蛇咬伤后主要引起人的心血管功能障碍,中毒早期心率略高、血压上升、频发期前收缩。随着血循环中蛇毒浓度的升高,可由短暂兴奋后转入抑制,心搏障碍,心室纤颤,甚至心肌坏死,导致心力衰竭。若有PLA2存在,该毒素可大量溶血,这将加速休克动物的死亡。2024年1月6日University心脏毒素细胞毒素可作用在细胞膜上,导致膜结构改变而释放细胞内容物,也能直接溶解某些动物的红细胞。因此,被蝰蛇或眼镜蛇咬伤,可引起肢体组织溶解,血尿,严重者可致肾小管损坏。2024年1月6日University细胞毒素肾小管损坏肾小管这种毒素广泛存在于蝰蛇、五步蛇、蝮蛇和竹叶青。出血毒素：能引起动物水肿、出血和组织坏死。这种毒素的局部效应迅速，可使局部通透性增加，产生广泛的血液外渗，导致多个脏器出血。

2024年1月6日University出血毒素心血管系统引起血液外渗，脏器出血。见于蝰亚科，蝮亚科，眼镜蛇科中的某些蛇毒，如蝰蛇，五步蛇及眼镜王蛇蛇毒中均有这些组份。抗凝组份:包括抗凝血活酶作用和纤维蛋白溶解作用，蝮蛇毒、五步蛇毒具有这两种作用，眼镜王蛇毒中也含有抗凝血活酶作用的物质，因而出现抗凝性。促凝组份

⑴凝血酶样作用

⑵激活第Ⅹ因子作用

2024年1月6日University促凝与抗凝组份

凝血酶样作用

2024年1月6日University主要存在于蝮亚科(包括五步蛇)蛇毒中，这些凝血酶样物质与凝血酶有所不同，它的促凝活性不被肝素抑制，且它对纤维蛋白原的作用方式也与凝血酶不尽相同，由凝血酶样物质所形成的纤维蛋白凝胶很不稳定，易被血液中的纤溶酶所溶解，以致在人体内可引起低纤维蛋白原血症，出现血液失凝。激活第Ⅹ因子作用这种促凝活性物质是一种精氨酸酯酶，从园斑蝰蛇毒中提纯来的，其作用最强。它通过激活第Ⅹ因子，在有磷脂、因子Ⅴ和钙离子的参与下，形成凝血酶原激酶，使凝血酶原转变为凝血酶。纤维蛋白原在凝血酶的作用下，形成纤维蛋白。可引起弥漫性血管内凝血，继而引发纤维蛋白溶解，导致全身广泛性出血，由于肝素可抑制凝血酶的这种作用,也就是说蛇毒激活第Ⅹ因子的作用可被肝素所阻断，所以含有激活第Ⅹ因子的蛇毒引起的中毒，造成弥漫性血管内凝血，在早期，使用肝素治疗，是有效的。

2024年1月6日2024/1/6蛇毒酶(1)蛋白水解酶：绝大多数的蛋白水解酶可凝固纤维蛋白原，蛋白水解酶可损害血管壁引起严重出血，组织破坏,甚至深达骨部，同时释放出组织胺，组织胺和缓激肽都能引起血压剧降至休克水平，它还使神经细胞的通透性增加，影响神经功能，它对机体有害，但对毒蛇本身则是主要的消化酶。(2)磷脂酶A2(PLA2)：蛇毒中所含的磷脂酶，以磷脂酶A2为主。它具有突触前神经毒作用、肌溶作用、心脏毒作用、溶血作用、出血作用、促凝、抗凝作用加温和抑制血小板聚集作用、降压作用、水肿作用等，不同的蛇种中的磷脂酶仅含其中少数的生理作用。(3)透明质酸酶：此酶存在于多数蛇毒中，以蝰科蛇毒含量为高。能溶解细胞与纤维间质的酸性粘多醣，破坏结缔组织的完整性，促使蛇毒从局部向周围组织扩散，扩大局部炎症，加深症状。

2024/1/6按化学成分蛇毒中的酶约占蛇毒蛋白组份50%,目前已分离纯化的蛇毒蛋白酶约150多种,约有三分之一的蛋白酶的结构特征已经弄清。大多数的酶属水解酶类,按其主要毒理作用,水解酶常分3类:(1)引起局部毛细血管和组织损伤与坏死作用的酶类(如蛋白酶、磷脂酶、透明质酸酶和胶原蛋白酶等);(2)引起血凝障碍或纤溶作用的酶类(如TLE、蛋白酶、PLA2等);(3)引起降压、水肿、疼痛等作用的激肽释放酶。

2024年1月6日酶2024/1/6神经毒性多肽目前分离到的神经毒性多肽至少50多种,是分子量较小的蛋白质或多肽。一种蛇毒中可以有多种神经毒素,极大多数为碱性。神经毒性多肽对热稳定,可以通过透析袋。按药理学作用可分为作用于神经突触前膜和后膜两类神经毒性多肽。前者有β-银环蛇毒素和虎蛇毒素等,具有PLA2活性;其余的神经毒素均属后者,不具有酶活性2024/1/6蛇毒神经生长因子(Nervegrowthfactor,NGF)

神经生长因子广泛存在于脊椎动物组织中,但含量最丰富的是成年雄性小鼠颌下腺和蛇毒,它们以毫克水平存在,是研究NGF的主要来源。NGF兼有神经营养因子与促神经突起生长因子双重作用,对神经细胞的生长发育、分化、再生发挥调节作用,是参与损伤神经再生和功能修复的重要因素。现已证明神经生长因子能通过轴突逆行运输至脊髓前角运动神经元

;对由于轴突损伤造成的坐骨神经损伤逆行溃变,神经生长因子能加强脊髓前角运动神经元的rRNA的转录水平

;促进脊髓前角乙酰胆碱酯酶,酸性磷酸酶,三偏磷酸酶的恢复。因此,神经生长因子对神经系统疾病,例如老年性痴呆症、帕金森症、抑郁症、脊髓侧索硬化以及外周神经损伤等的治疗方面显示了良好的应用前景。

2024/1/6膜活性多肽膜活性多肽多为碱性多肽,主要作用于细胞膜,可引起极复杂的生物学效应,因此,又被称为膜毒素。它能直接溶解红细胞,可改变细胞膜通透性而形成细胞的渗漏,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还可被磷脂酶A所加强。自主神经系统2024年1月6日2024/1/6毒蛇咬伤中毒的发病机制蛇毒对伤口局部的作用：蛇毒中的神经毒可麻痹感觉神经末梢，引起肢体麻木；阻断运动神经与横纹肌之间的神经冲动，引起瘫痪。所含PLA2可促使释放组胺、5-羟色胺和缓动素，引起伤口局部组织水肿、炎症反应和疼痛；透明质酸酶使局部炎症进一步扩展。蛋白质溶解酶破坏血管壁，引起出血，损伤组织或局部坏死。2024/1/6毒蛇咬伤中毒的发病机制蛇毒对全身的作用：α-银环蛇毒和眼镜蛇毒是突触后a-神经毒，可与运动终板的乙酰胆碱受体结合，使乙酰胆碱不发挥作用；β银环蛇毒或响尾蛇毒等是突触前β神经毒，抑制乙酰胆碱的释放。眼镜蛇、金环蛇的磷脂酶A2作用在突触前，阻断神经肌肉传导，引起骨骼肌和心肌损伤；海蛇毒的肌毒远较神经毒素强，特别对骨骼肌的损害更为明显，产生大量肌红蛋白和钾离子；蝰蛇科的糖蛋白可激活凝血因子X，精氨酸酯水解酶激活凝血因子V；眼镜蛇科的锌金属蛋白激活凝血酶原形成凝血酶，促进血液凝固；尖吻蝮蛇毒具有凝血酶样作用，进入血液后直接作用于纤维蛋白原，使其转化为纤维蛋白，加速血液凝固，其最终结果可引起弥散性血管内凝血；透明质酸激酶促使蛇毒扩散和组织损伤。

2024/1/6临床表现神经毒损害眼镜蛇咬伤：局部伤口反应较轻，仅有微痒和轻微麻术、疼痛或感觉消失。约1-6小时后出现全身中毒症状，首先感到全身不适、四肢无力、头晕、眼花，相继有胸闷、呼吸困难、恶心和晕厥。接着出现神经症状迅速加剧，主要为眼险下垂、视力模糊、斜视、语言障碍、咽下困难、流涎、眼球固定和瞳孔散大。重症患者呼吸由浅而快和不规则，最终出现中枢性或周围性呼吸衰竭。心脏毒和凝血障碍毒：

⒈蝰蛇和竹叶青蛇咬伤后，症状大都在0.5~3小时出现。局部有红肿，疼痛，常伴有水痛、出血和坏死。肿胀迅速向肢体上端扩展，并引起局部淋巴结肿痛。全身中毒症状有恶心、呕吐、口干、出汗。⒉美洲尖吻蝮蛇和亚洲蜂蛇咬伤后引起全身广泛出血，包括颅内和消化道出血。大量溶血引起血红蛋白尿，出现血压下降、心律失常、循环衰竭和急性肾衰竭。2024/1/6肌毒损害：海蛇咬伤的局部仅有轻微疼痛，甚至无症状。约30分钟到数小时后，患者感觉肌肉疼痛、僵硬和进行性无力。臆反射消失、眼险下垂和牙关紧闭。横纹肌大量坏死，释放饵离子引起严重心律失常，肌球蛋白堵塞肾小管引起少尿、无尿、导致急性肾衰竭。

临床表现2024/1/6蛇毒的应用研究

在医学药理学方面

在分子生物学方面

2024/1/6在医学药理学方面

蛇毒抗肿瘤研究

对癌细胞有直接杀伤作用;抑制肿瘤组织内的血管再生,从而抑制肿瘤生长;具有L-氨基酸氧化酶作用,诱导细胞内局部HO浓度的升高,从而引起肿瘤细胞的凋亡。22蛇毒镇痛作用研究

蛇毒神经毒分为突触前神经毒和突触后神经毒两类,它们都具有阻断神经传导的作用,它们通过对抑制nAch的释放或与nAchR结合,从而使nAch与nAchR的结合不能正常进行,神经传导被阻断而达到镇痛的目的。

2024/1/6蛇毒治疗心脑血管疾病研究由于蛇毒具有类凝血酶的作用、溶栓效应、调节微循环、清除体内自由基等多种功能,蛇毒制剂具有抗凝、去纤、溶栓、扩血管、激活脑细胞和改善微循环等多种效应,故是目前治疗心脑血管疾病的理想药物。如蝰蛇毒可使血中纤维蛋白原变成纤维蛋白而形成血凝块,故近年来已作为用止血剂的研究,用0.1%蝰蛇毒的灭菌溶液治疗血友病等的出血。从长白山地区的白眉蝮蛇毒中经高精度的纯化而得到的精氨酸酯酶属TLE,——“清栓酶”。它具有改善微循环、调节血栓素A2(TXA2)和前列环素(PGI2)、抗自由基(FR)、调节免疫机能等作用。

2024/1/6蛇毒在重症肌无力(MGD)方面的研究蛇毒在老年痴呆症(AD)方面的研究

2024/1/6分子生物学方面

蛇毒具有相当丰富的立体空间结构,其分子中几乎每一个氨基酸残基对其空间结构的形成都发挥着重要的作用。比如,蛇毒α-神经毒素为一小分子的58-74个氨基酸残基单肽链碱性蛋白,主体空间构象呈三指环状,是探讨蛋白质一级结构与高级结构以及结构与功能很好的材料。α-BGT与nAchR结合的专一性很好,亲和力极高是研究乙酰胆碱受体结构的理想探针：可用于显示完整细胞膜表面乙酰胆碱受体的分布和密度；观察各种药物、毒物和其他致病因子对乙酰胆碱受体动力学变化的影响;也是从组织中分离和纯化乙酰胆碱受体的重要工具。2024/1/6蛇毒的开发前景

新型降压药和止血药

防治心脑血管疾病的新药抗肿瘤药和止痛药蛇毒保健品的开发基因工程产品的开发2024/1/6新型降压药和止血药现已发现国产五步蛇毒中有降压活性非常明显的组份,很有希望开发成为一种新的降压药。研究发现PLA2组份中的II-5、II-7、III-3、III-6体内注射时可降低血压,其降压作用不受受体阻滞剂影响。PLA2降压作用通过以下三种途径:(1)通过PLA2释放PGI2影响的结果;(2)抑制血管紧张肽原酶活性的结果;(3)使肺血管收缩,间接起到降压作用。中国蛇协毒素研究所已在国产蛇毒中找到止血活性成分,如能开发新的止血药,将为蛇毒的临床应用开辟新领域

2024/1/6防治心脑血管疾病的新药

美国默克制药公司的研究人员从栖息在美国南方的小响尾蛇的毒液中分离出一种抗凝血素,它能与人的血小板表面受体结合,从而防止血小板与血液