Δευτέρα, 6 Ιανουαρίου 2014

Σκορπιός με καρκίνο ταιριάζουν; Τοξικοί δεσμοί με γεύση...δηλητήριο!

       Σκορπιός: το γιγαντιαίο εκείνο ζώο με τις ατσάλινες δαγκάνες και την τεράστια ουρά με το θανατηφόρο δηλητήριο!


Εικ. 1: Σκορπιός του γένους Centruroides exilicauda (Arizona bark scorpion) (Πηγή)

       Τι; Δε σας πείθει η φωτογραφία; Σίγουρα μερικοί από εσάς έχετε συναντήσει το «τρομακτικό» αυτό αρθρόποδο και δυστυχώς, ενδεχομένως, κάποιοι να είχατε και μια δυσάρεστη και επώδυνη εμπειρία από το τσίμπημά του.
       Οι στατιστικές λένε πως για κάθε άτομο που πεθαίνει από δάγκωμα δηλητηριώδους φιδιού, δέκα άτομα έχουν την ίδια τύχη εξαιτίας του δηλητηριώδους σκορπιού!

       Μην ανησυχείτε όμως. Από τα 1500 περίπου είδη σκορπιών, λιγότερα από 30 αποτελούν κίνδυνο για τον άνθρωπο. 
       Τα τσιμπήματα των σκορπιών μπορούν να προκαλέσουν από βαριές τοπικές δερματικές αντιδράσεις έως νευρολογική, αναπνευστική και καρδιαγγειακή κατάρρευση. Η αλήθεια, βέβαια, είναι ότι το δηλητηριώδες τσίμπημα των περισσοτέρων σκορπιών έχει ως συνέπεια μια απλή, επίπονη, τοπική αντίδραση, η οποία μπορεί να αντιμετωπισθεί με αναλγητικά, αντιισταμινικά και συμπληρωματική φροντίδα των συμπτωμάτων.
       Χαλαρώσατε τώρα; Κακώς! Ξεχάσατε τους επικίνδυνους σκορπιούς!
       Η πλειοψηφία των θανατηφόρων σκορπιών ανήκει στην οικογένεια Buthidae. Πώς τους ξεχωρίζουμε; Συνήθως έχουν αδύναμες εμφανισιακά δαγκάνες, λεπτά σώματα και χοντρές ουρές, σε αντίθεση με τους μη θανατηφόρους, οι οποίοι παρουσιάζουν δυνατές, βαριές δαγκάνες, χοντρά σώματα και αδύνατες ουρές.


 Εικ. 2: Μη θανατηφόρος σκορπιός της οικογένειας Chactidae (Πηγή)

Εικ. 3: Θανατηφόρος σκορπιός της οικογένειας Buthidae (Πηγή)

       Και αν κατά τη μονομαχία, καταφέρει ο σκορπιός και μας τσιμπήσει; Game over?
       Ας θυμηθούμε λίγο πώς λειτουργούν οι μύες μας. Οι μύες στο σώμα μας ελέγχονται από την κίνηση ιόντων μέσα και έξω από τα μυικά κύτταρα. Ένα τέτοιο ιόν είναι του χλωρίου, το οποίο βοηθά τα μυικά κύτταρα να γνωρίζουν πότε πρέπει να χαλαρώνουν. Όταν όλα τα κύτταρα σε έναν μυ συστέλλονται, ο μυς αυτός βρίσκεται σε συστολή. Αυτό κάνει δυνατή την κίνηση των χεριών, των ποδιών και άλλων τμημάτων του σώματός μας.
       Τα ιόντα εισέρχονται στα μυικά κύτταρα μέσω κάποιων ανοιγμάτων στην κυτταρική μεμβράνη. Τα ανοίγματα αυτά λέγονται δίαυλοι ή κανάλια, αποτελούνται από πρωτεΐνες και έχουν ένα ειδικό σχήμα που επιτρέπει μόνο σε ορισμένα μόρια ή άτομα να περάσουν. Τα κανάλια χλωρίου, λόγου χάρη, είναι ειδικά σχεδιασμένα για να αφήνουν μόνο τα ιόντα χλωρίου να μπαίνουν και να βγαίνουν από το κύτταρο.


Εικ. 4: Κανάλι ιόντων και λειτουργία μυών (Πηγή, με τροποποίηση)


       Κάτι αντίστοιχο συμβαίνει και με τη λειτουργία των νεύρων.
       Εξωτερικά της μεμβράνης ενός νευρικού κυττάρου ή αλλιώς νευρώνα, το οποίο βρίσκεται σε ηρεμία, δηλαδή δε δέχεται ερεθίσματα, υπάρχει υψηλή συγκέντρωση ιόντων νατρίου (Na+), ενώ εσωτερικά της μεμβράνης υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση ιόντων καλίου (Κ+) και αρνητικών ιόντων (όπως ΡΟ43-, SΟ42- κ.ά.). Η μεμβράνη διατηρεί την άνιση αυτή κατανομή των ιόντων χάρη στην αντλία Na+/K+, ενός μηχανισμού ενεργητικής μεταφοράς, που βρίσκεται στη μεμβράνη του νευρικού κυττάρου. Η αντλία Na+/K+, για κάθε τρία Na+ που απομακρύνει από το εσωτερικό του κυττάρου, μεταφέρει ταυτόχρονα στο εσωτερικό δύο Κ+. Τα αρνητικά ιόντα διαχέονται ελάχιστα. Από την υψηλή συγκέντρωση κατιόντων στην εξωτερική επιφάνεια της μεμβράνης και ανιόντων στην εσωτερική προκύπτει διαφορά δυναμικού. Το δυναμικό αυτό ονομάζεται δυναμικό ηρεμίας (εικ. 5α) και διατηρείται για όσο διάστημα η μεμβράνη του νευρώνα δε δέχεται κάποιο ερέθισμα ή δέχεται ερεθίσματα με ένταση μικρότερη από κάποια οριακή τιμή.
       Το δυναμικό ηρεμίας επηρεάζεται όμως από τις μεταβολές του περιβάλλοντος, οι οποίες συνιστούν ερεθίσματα. Όταν ένας νευρώνας δεχτεί, σε κάποιο σημείο της μεμβράνης του, ερέθισμα με ένταση μεγαλύτερη από μία συγκεκριμένη τιμή, που διαφέρει από νευρώνα σε νευρώνα, τότε αυξάνεται, για 1 msec, περίπου, η διαπερατότητα της μεμβράνης σε ιόντα νατρίου (εικ. 5β). Τα Na+ εισρέουν (λόγω διαφοράς στη συγκέντρωση) μαζικά στο κύτταρο και η εσωτερική επιφάνεια της μεμβράνης φορτίζεται θετικά σε σχέση με την εξωτερική. Στη συνέχεια, αυξάνεται, για μικρό διάστημα, η διαπερατότητα στα ιόντα καλίου, με αποτέλεσμα αυτά να εξέλθουν (λόγω διαφοράς στη συγκέντρωση) μαζικά από το κύτταρο (εικ. 5γ). Όταν η διαπερατότητα της μεμβράνης επανέλθει στα επίπεδα που βρισκόταν πριν από την επίδραση του ερεθίσματος, και με τη βοήθεια της αντλίας Na+/K+, η κατανομή των ιόντων επανέρχεται στα αρχικά επίπεδα και αποκαθίσταται το δυναμικό ηρεμίας (εικ. 5δ).


Εικ. 5: Λειτουργία καναλιών ιόντων νατρίου και καλίου κατά την πρόκληση ερεθίσματος σε ένα νευρώνα (Πηγή, με τροποποίηση)

       Ωραία όλα αυτά, αλλά πώς σχετίζονται με το δηλητήριο του σκορπιού;
       Το δηλητήριο είναι ένα υδατοδιαλυτό, ετερογενές μείγμα από τοξίνες (κάτι σαν παντοδύναμοι εχθροί των G. I. Joe φανταστείτε) και άλλες ενώσεις.
       Οι βασικοί στόχοι του δηλητηρίου είναι οι δίαυλοι ιόντων που εξαρτώνται από το δυναμικό. Οι τοξίνες του δηλητηρίου τροποποιούν αυτούς τους διαύλους, οδηγώντας σε παρατεταμένη δραστηριότητα των νευρώνων. Πολλά συμπτώματα βασικών οργάνων πηγάζουν από αυτήν την υπερβολική διέγερση. Η διέγερση του αυτόνομου νευρικού συστήματος οδηγεί σε καρδιοαναπνευστικές βλάβες. Η υπερδραστηριότητα των σωματικών και κρανιακών νεύρων οφείλεται στη νευρομυική υπερδιέγερση.     
       Για παράδειγμα, το δηλητήριο του σκορπιού περιέχει, μεταξύ άλλων, μια πολύ μικρή πρωτεϊνική αλυσίδα, η οποία ονομάζεται χλωροτοξίνη, με μήκος μόλις 36 αμινοξέα. Αυτή η μικροσκοπική πρωτεΐνη έχει όμως ισχυρότατη επίδραση. Παρουσιάζει το ιδανικό σχήμα, έτσι ώστε να μπλοκάρει τα κανάλια χλωρίου και να εμποδίζει την είσοδο των ιόντων αυτών στα μυικά κύτταρα. Χωρίς αυτά τα ιόντα, τα οποία στέλνουν σήματα και ενημερώνουν τα κύτταρα πότε πρέπει να χαλαρώσουν, οι μύες στο σώμα συστέλλονται ταυτόχρονα όλοι μαζί, με αποτέλεσμα να μην μπορούν πλέον να κινηθούν και έτσι επέρχεται παράλυση.

Εικ. 6: Η χλωροτοξίνη μπλοκάρει τα κανάλια χλωρίου στα μυικά κύτταρα (Πηγή)

       Η ισχυρότερη ωστόσο τοξίνη είναι η νευροτοξίνη, η οποία εμφανίζεται με δύο μορφές, τη μακριά και την "κοντή" (βραχεία).

       Η μακράς αλυσίδας πολυπεπτιδική νευροτοξίνη κρατά με το ζόρι ανοικτή την "πύλη" των καναλιών νατρίου, δίχως να την αφήνει να κλείσει, με αποτέλεσμα τη μαζική εισροή ιόντων νατρίου στο εσωτερικό των νευρικών κυττάρων. 

Εικ. 7: Α) Κανάλι νατρίου σε δυναμικό ηρεμίας, Β) Η νευροτοξίνη διατηρεί το κανάλι νατρίου στην ανοικτή θέση (Πηγή: Google images με τροποποίηση)

       Το γεγονός αυτό οδηγεί σε συνεχή, παρατεταμένη, επαναλαμβανόμενη ενεργοποίηση των σωματικών, συμπαθητικών και παρασυμπαθητικών νευρώνων. Αυτή η επαναλαμβανόμενη ενεργοποίηση συνεπάγεται συμπτώματα υπερδιέγερσης του νευρομυικού και του αυτόνομου νευρικού συστήματος και εμποδίζει τις κανονικές νευρικές ώσεις. 
       Πιο απλά, το άτυχο τσιμπημένο θύμα μπορεί ενδεικτικά: α) να νιώθει την καρδούλα του να χτυπά γρήγορα (ταχυκαρδία), να του ανέβει η πίεση (υπέρταση), να φουντώσει (υπερθερμία) και να πάθει πνευμονικό οίδημα ή β) να του πέσει η πίεση (υπόταση), να χτυπά η καρδιά του αργά (βραδυκαρδία), να του τρέχουν τα σάλια (σιελόρροια) και να κλαίει συνέχεια (δακρύρροια) - δυστυχώς όχι από τη χαρά του - να μην μπορεί να κρατηθεί για τουαλέτα (και από τις δύο οδούς...) και να ξερνά. Μπορεί επίσης να γυρίζουν τα μάτια του γύρω γύρω, να βλέπει θολά, να διπλώνει η γλώσσα του, να δυσκολεύεται να καταπιεί από τα υπερβολικά σάλια. Να νιώθει αδυναμία και οι μύες του να συσπώνται παρά τη θέλησή του (κάτι σαν αυτό που παθαίνουν οι επιληπτικοί). Να πάθει εγκεφαλικό ή ντελίριο. Και άλλα πολλά.
       Ταυτόχρονα, η βραχεία πολυπεπτιδική νευροτοξίνη αποκλείει τους διαύλους καλίου. Ε, θέλετε κι άλλα;
       Οι θανατηφόροι λοιπόν σκορπιοί διαθέτουν ένα φοβερό όπλο εντυπωσιακής ακρίβειας και υψίστης αποτελεσματικότητας! Μήπως όμως το όπλο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να…χαρίσει ζωή;
       Οι επιστήμονες ανακάλυψαν τα τελευταία χρόνια ότι ορισμένα είδη καρκινικών κυττάρων του εγκεφάλου διαθέτουν πληθώρα καναλιών ιόντων, από εκείνα που επηρεάζονται από τις τοξίνες του δηλητηρίου κάποιων σκορπιών, ενώ πολλά από αυτά τα κανάλια δεν υπάρχουν στα φυσιολογικά εγκεφαλικά κύτταρα. Έτσι, για παράδειγμα, η χλωροτοξίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εμποδίσει σήματα από καρκινικά κύτταρα, αποτρέποντας έτσι την ανάπτυξή τους, ενώ ταυτόχρονα δεν επηρεάζει τα υγιή νευρικά και μυικά κύτταρα. Το γεγονός αυτό καθιστά το δηλητήριο του σκορπιού ένα εν δυνάμει μέσο αντιμετώπισης και θεραπείας κάποιων τύπων καρκίνου.
       Ουδέν κακόν αμιγές καλού τελικά…

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου