Chuyên mục
Giải thích Hóa học

Hóa học về nọc độc của nhện

Nhện là những động vật độc nhất vô nhị trên hành tinh; số lượng các loài được dự đoán vẫn còn tồn tại là khoảng 150.000 loài. Số lượng này được cho là lớn hơn tất cả các sinh vật độc khác kết hợp lại. Hầu như tất cả nhện, chỉ với một vài ngoại lệ, tạo ra nọc độc, phục vụ mục đích chính là cố định con mồi của chúng. Tuy nhiên, hàm lượng của nọc độc này có thể thay đổi rất nhiều từ loài này sang loài khác, và phần lớn không gây hại cho con người. Trong bài viết hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về hóa học của chúng nhé!

Các loại nọc độc

Ban đầu, các nọc độc của nhện có thể được nhóm thành hai loại rộng: hoại tử và độc thần kinh. Necrotic, hoặc các nguyên tử gây độc tế bào, là những nguyên nhân gây tổn thương tế bào và mô sau khi “envenomation” (đây là cụm từ để gọi quá trình thâm nhập của nọc độc từ rắn, nhện hay sứa độc vào cơ thể nạn nhân). Điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện của viêm, tổn thương và mụn nước.

Mặt khác, các nguyên tử độc thần kinh tác dụng lên hệ thần kinh và gây nhiễu tín hiệu giữa các tế bào thần kinh. Trong trường hợp nguy hiểm, chúng có thể dẫn đến ngừng thở và tim. Lưu ý rằng một số nọc độc nhện thực sự có thể chứa cả các thành phần hoại tử và độc thần kinh.

Thành phần nọc độc của nhện

Khi nói đến các thành phần nọc độc, chúng thường được nhóm thành các loại theo trọng lượng phân tử của chúng: các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp (<1000), peptide (1000-10000), và protein (10000+). Đối với các loài nhện khác nhau, một loài khác có thể chứa thành phần độc hại chính của nọc độc. Mặc dù số lượng lớn các loài nhện khác nhau, một tỷ lệ tương đối nhỏ các nọc độc của nhện đã có thành phần đặc trưng. Tuy nhiên, nói chung chúng chứa một số lượng lớn các hợp chất từ ​​cả ba nhóm.

Các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp bao gồm muối, carbohydrate và các hợp chất hữu cơ nhỏ như amin, axit và acylpolyamines. Người ta nghĩ rằng các ion kali trong muối có thể giúp các phần độc của nọc độc đạt được mục tiêu phân tử của chúng trong các nạn nhân. Nồng độ ion kali cao cũng có thể ảnh hưởng đến tín hiệu giữa các tế bào thần kinh trong hệ thần kinh của côn trùng.

Trong khi đó amin, có thể bao gồm các chất dẫn truyền thần kinh như serotonin và noradrenaline. Chúng tương tự như khả năng tương tác với hệ thần kinh của côn trùng, và cũng hỗ trợ trong việc lan truyền nọc độc thông qua cơ thể côn trùng.

Acylpolyamines là các độc tố có trọng lượng phân tử thấp đáng kể trong các nọc độc của một số nhện, và hơn 100 loài đã được đặc trưng. Thông thường, các nọc độc nhện sẽ chứa một số acylpolyamines khác nhau, chứ không phải chỉ một. Người ta cho rằng mục đích chính của họ trong nọc độc là làm tê liệt côn trùng bằng cách chặn các thụ thể glutamate.

Peptide là thành phần chính trong hầu hết các nọc độc của nhện. Trung bình, chúng được cho là chứa khoảng 25% polypeptide theo trọng lượng, và phân tích đã gợi ý rằng một số nọc độc đơn lẻ có thể chứa tới 1000 peptide khác nhau. Một số chứa peptide tuyến tính, cytolytic có tác dụng hoại tử. Hoạt động của các peptide phân giải tế bào này tương đối không đặc hiệu, và chúng cũng có thể hoạt động hiệp đồng với các thành phần độc thần kinh. Người ta cũng gợi ý rằng chúng có thể hỗ trợ tiêu hóa bên ngoài con mồi của loài nhện.

Tuy nhiên, đó là các peptide chứa disulfide, là những người chơi chính trong các nọc độc của nhện. Ngoài một vài ngoại lệ, trong hầu hết các nọc độc, chúng là thành phần độc hại chính. Chúng có tác dụng mạnh hơn các peptide gây tiêu hủy tế bào, và cũng có nhiều chọn lọc hơn về các mục tiêu của chúng.

Đây có xu hướng là các kênh ion trên tế bào thần kinh. Nó cũng được đề xuất, do tính chất của một số mục tiêu khác của những hợp chất này, rằng một số trong chúng có thể đã được phát triển để tránh những kẻ săn mồi, thay vì cho hoạt động diệt côn trùng.

Cuối cùng, các thành phần trọng lượng phân tử cao hơn bao gồm các enzym và các protein lớn hơn. Enzyme có vai trò rõ ràng trong việc tiêu hóa bên ngoài của con mồi của nhện khi nó đã được cắn, và một loạt các enzyme khác nhau đã được xác định trong nọc độc của nhện. Ngoài ra, bằng cách phá vỡ cấu trúc ngoại bào, chúng cũng cho phép sự lan truyền của nọc độc. Một loại enzyme, như hyaluronidase, cũng được cho là nhằm mục đích tự vệ, vì mục tiêu của nó, hyaluronan, được tìm thấy trong động vật có xương sống nhưng không phải là động vật không xương sống.

Protein có trọng lượng phân tử cao không phổ biến như các thành phần độc hại của nọc độc. Tuy nhiên, có một ngoại lệ đáng chú ý: đó là loài nhện góa phụ, trong đó có nhện góa phụ đen. Nọc độc của chúng chứa độc tố gọi là latrotoxin, vốn là chủ đề của nhiều nghiên cứu.

Một độc tố như vậy, alpha-latrotoxin, liên kết với các đầu cực thần kinh và gây ra sự phóng thích thần kinh rất lớn vào các khớp thần kinh, ngăn chặn sự truyền tín hiệu. Ảnh hưởng của vết cắn của nhện Góa Phụ Đen có thể kéo dài đến 5 ngày, mặc dù chúng hiếm khi giết chết.

Tại sao người ta lại nghiên cứu về nọc độc của nhện?

Bạn có thể thắc mắc tại sao các nhà khoa học đã dành quá nhiều thời gian để nghiên cứu các nọc độc của nhện, ngoài việc chỉ tò mò. Nhu cầu về thuốc trừ sâu tốt hơn, có khả năng tác động lên côn trùng cụ thể mà không có bất kỳ tác động bất lợi nào đối với động vật hoang dã khác, có nghĩa là chúng ta đang tìm kiếm các nguyên tử nhện như một nguồn tiềm năng của các hợp chất diệt côn trùng. Rộng rãi hơn, sự đa dạng hóa học của chúng cũng khiến họ trở thành ứng cử viên cho các chương trình khám phá ma túy.

Như đã đề cập ngay từ đầu, nọc độc của phần lớn nhện là vô hại đối với con người. Mặc dù có một vài ngoại lệ đáng chú ý. Những loài nhện Widow, Recluse, Wandering, and Funnel-Web  – nhện đều được coi là một mối đe dọa cho sức khỏe con người.

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng các bạn đã hiểu phần nào về hóa học của nọc độc nhện. Trong tương lai nếu bạn có bị nhện cắn thì đừng hoang mang nhé! Hãy xử lý vết thương và đến trung tâm y tế gần nhất nếu có biểu hiện xấu.

Tham khảo Compound Interest, Zing, Omicsonline và A. A. Vassilevski.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *