Como o veneno de cobra funciona?

2 semanas ago
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Como o veneno de cobra funciona?

O veneno de cobra é o líquido venenoso, tipicamente amarelo, armazenado nas glândulas salivares modificadas de cobras venenosas. Existem centenas de espécies de cobras venenosas que dependem do veneno que produzem para debilitar e imobilizar suas presas. O veneno é composto de uma combinação de proteínas , enzimas e outras substâncias moleculares. Essas substâncias tóxicas trabalham para destruir células , interromper impulsos nervosos ou ambos. As cobras usam seu veneno com cautela, injetando quantidades suficientes para desativar a presa ou para se defender contra predadores.. O veneno de cobra funciona destruindo células e tecidos, o que pode levar à paralisia, sangramento interno e morte da vítima de mordida de cobra. Para que o veneno tenha efeito, ele deve ser injetado nos tecidos ou entrar na corrente sanguínea. Enquanto o veneno de cobra é venenoso e mortal, os pesquisadores também usam componentes de veneno de cobra para desenvolver drogas para tratar doenças humanas.

O que há no veneno de cobra?

Veneno de cobra
 Veneno de cobra. Brasil2 / E + / Getty Images

Veneno de cobra é a secreção de líquido das glândulas salivares modificadas de cobras venenosas. As cobras dependem do veneno para desativar as presas e ajudar no processo digestivo.

O principal componente do veneno de cobra é a proteína. Estas proteínas tóxicas são a causa da maioria dos efeitos nocivos do veneno de cobra. Também contém enzimas , que ajudam a acelerar reações químicas que quebram ligações químicas entre moléculas grandes. Essas enzimas auxiliam na decomposição de carboidratos , proteínas, fosfolipídios e nucleotídeos em presas. As enzimas tóxicas também funcionam para baixar a pressão sanguínea, destruir os glóbulos vermelhos e inibir o controle muscular. 

Um componente adicional do veneno de serpente é a toxina polipeptídica. Os polipéptidos são cadeias de aminoácidos, consistindo em 50 ou menos aminoácidos . As toxinas polipeptídicas interrompem as funções celulares, levando à morte celular. Alguns componentes tóxicos do veneno de cobra são encontrados em todas as espécies de cobras venenosas, enquanto outros componentes são encontrados apenas em espécies específicas. 

Três tipos principais de veneno de cobra: citotoxinas, neurotoxinas e hemotoxinas

Mamba verde comendo um rato
 Mamba verde comendo um rato. Robert Pickett / Getty Images

Embora os venenos de serpentes sejam compostos de uma complexa coleção de toxinas, enzimas e substâncias não tóxicas, eles têm sido historicamente classificados em três tipos principais: citotoxinas, neurotoxinas e hemotoxinas. Outros tipos de toxinas de cobra afetam tipos específicos de células e incluem cardiotoxina, miotoxinas e nefrotoxinas.

As citotoxinas são substâncias venenosas que destroem as células do corpo. As citotoxinas levam à morte da maioria ou de todas as células de um tecido ou  órgão , uma condição conhecida como  necrose . Algum tecido pode apresentar necrose liquefativa em que o tecido é parcialmente ou completamente liquefeito. As citotoxinas ajudam a digerir parcialmente a presa antes mesmo dela ser comida. Citotoxinas são geralmente específicas para o tipo de célula que impactam. As cardiotoxinas são citotoxinas que danificam as   células cardíacas . As miotoxinas atacam e dissolvem as  células musculares . As nefrotoxinas destroem as   células renais . Muitas espécies de cobras venenosas têm uma combinação de citotoxinas e algumas também podem produzir neurotoxinas ou hemotoxinas. As citotoxinas destroem as células danificando o membrana celular  e indução de lise celular. Eles também podem fazer com que as células sofram morte celular programada ou  apoptose . A maior parte do dano tecidual observável causado pelas citotoxinas ocorre no local da picada.

As neurotoxinas são substâncias químicas que são venenosas para o  sistema nervoso . As neurotoxinas atuam interrompendo os sinais químicos ( neurotransmissores ) enviados entre os  neurônios . Eles podem reduzir a produção de neurotransmissores ou bloquear os locais de recepção dos neurotransmissores. Outras neurotoxinas da cobra funcionam bloqueando os canais de cálcio dependentes de voltagem e os canais de potássio dependentes de voltagem. Esses canais são importantes para a transdução de sinais ao longo dos neurônios. As neurotoxinas causam paralisia muscular que também pode resultar em dificuldade respiratória e morte. Serpentes da família Elapidae normalmente produzem veneno neurotóxico. Estas cobras têm presas pequenas e eretas e incluem cobras, mambas,  cobras marinhas, adicionadores da morte e cobras de coral. 

Exemplos de neurotoxinas de cobra incluem:

  • Calciseptina : esta neurotoxina interrompe a transdução do impulso nervoso bloqueando os canais de cálcio dependentes de voltagem. Mambas negras usam esse tipo de veneno.
  • A cobrotoxina , produzida pelas cobras , bloqueia os receptores nicotínicos de acetilcolina, resultando em paralisia. 
  • Calcicludina : Como a calciseptina, esta neurotoxina bloqueia os canais de cálcio dependentes de voltagem, interrompendo os sinais nervosos. É encontrado na  Mamba Verde Oriental.
  • A fascicina-I , também encontrada na  Mamba Verde Oriental , inibe a função da acetilcolinesterase, resultando em movimento muscular incontrolável, convulsões e paralisia respiratória.
  • A Calliotoxin , produzida pela Blue Coral Snakes , atinge os canais de sódio e os impede de fechar, resultando em paralisia do corpo inteiro. 

Hemotoxinas são venenos do sangue que têm efeitos citotóxicos e também interrompem processos normais de coagulação sanguínea. Essas substâncias agem fazendo  os glóbulos vermelhos  se abrirem, interferindo nos fatores de coagulação do sangue e causando morte do tecido e danos aos órgãos. A destruição dos glóbulos vermelhos e a incapacidade de coagulação do sangue provoca sérias hemorragias internas. A acumulação de glóbulos vermelhos mortos também pode perturbar a função renal adequada. Enquanto algumas hemotoxinas inibem a coagulação do sangue, outras causam  plaquetas  e outras  células do sangue  a se aglutinarem. Os coágulos resultantes bloqueiam a circulação sanguínea através  dos vasos sanguíneos e podem levar à insuficiência cardíaca. Serpentes da família  Viperidae, incluindo víboras e víboras, produzem hemotoxinas.

Sistema de entrega e injeção de veneno de cobra

Veneno de Víbora em Presas
 Víbora Venom em presas. OIST / Flickr / CC BY-SA 2.0

A maioria das cobras venenosas injeta veneno em suas presas com suas presas. Presas são altamente eficazes na entrega de veneno enquanto perfuram o tecido e permitem que o veneno flua para a ferida. Algumas cobras também são capazes de cuspir ou ejetar veneno como um mecanismo de defesa. Os sistemas de injeção de veneno contêm quatro componentes principais: glândulas de veneno, músculos, ductos e presas.

  • Glândulas de Veneno: Essas glândulas especializadas são encontradas na cabeça e servem como locais de produção e armazenamento de veneno.
  • Músculos: Músculos na cabeça da cobra perto de glândulas de veneno ajudam a espremer o veneno das glândulas.
  • Dutos: Os dutos fornecem um caminho para o transporte de veneno das glândulas para as presas.
  • Presas: Essas estruturas são dentes modificados com canais que permitem a injeção de veneno.

As serpentes da família Viperidae possuem um sistema de injeção muito desenvolvido. O veneno é continuamente produzido e armazenado nas glândulas de veneno. Antes que as víboras mordam suas presas, elas erigem suas presas frontais. Após a mordida, os músculos ao redor das glândulas forçam um pouco do veneno através dos dutos e para dentro dos canais de presas fechadas. A quantidade de veneno injetado é regulada pela cobra e depende do tamanho da presa. Normalmente, as víboras liberam suas presas após o veneno ter sido injetado. A cobra espera que o veneno entre em ação e imobilize a presa antes que ela consuma o animal.

Serpentes da família Elapidae (ex. Cobras, mambas e adicionadores) têm um sistema semelhante de entrega e injeção de veneno que as víboras. Ao contrário das víboras, os elapids não têm presas frontais móveis. O víbora da morte é a exceção a isso entre os elapids. A maioria dos elapids tem presas curtas e pequenas que são fixas e permanecem eretas. Depois de morder suas presas, os elapids normalmente mantêm sua pegada e mastigam para garantir a ótima penetração do veneno.

As cobras venenosas da família Colubridae têm um único canal aberto em cada presa que serve como passagem para o veneno. Colubrídeos venenosos normalmente têm presas traseiras fixas e mastigam suas presas enquanto injetam veneno. O veneno de colubrid tende a ter menos impactos nocivos nos seres humanos do que o veneno de elapids ou víboras. No entanto, o veneno da serpente boomslang e galho resultou em mortes humanas.

Serpente de cobra pode prejudicar serpentes?

Cobra, comer, rã
 Este specklebelly keelback está comendo um sapo. Parques Nacionais Tailandeses / Flickr / CC BY-SA 2.0

Como algumas cobras usam veneno para matar suas presas, por que a cobra não é prejudicada quando come o animal envenenado? As cobras venenosas não são prejudicadas pelo veneno usado para matar suas presas porque o principal componente do veneno de cobra é a proteína. As toxinas baseadas em proteínas devem ser injetadas ou absorvidas nos tecidos do corpo ou na corrente sanguínea para serem eficazes. Ingerir ou engolir veneno de cobra não é prejudicial porque as toxinas baseadas em proteínas são quebradas pelos ácidos estomacais e enzimas digestivas em seus componentes básicos. Isso neutraliza as toxinas protéicas e as desmonta em aminoácidos. No entanto, se as toxinas entrassem na circulação sanguínea , os resultados poderiam ser mortais.

As cobras venenosas têm muitas salvaguardas para ajudá-las a permanecer imunes ou menos suscetíveis ao seu próprio veneno. As glândulas de veneno de cobra são posicionadas e estruturadas de maneira a impedir que o veneno retorne ao corpo da cobra. Cobras venenosas também têm anticorpos ou anti-venenos para suas próprias toxinas para proteger contra a exposição, por exemplo, se forem mordidas por outra cobra da mesma espécie.

Os pesquisadores também descobriram que as cobras modificaram os receptores de acetilcolina em seus músculos, impedindo que suas próprias neurotoxinas se ligassem a esses receptores. Sem estes receptores modificados, a neurotoxina da serpente seria capaz de se ligar aos receptores resultando em paralisia e morte. Os receptores de acetilcolina modificados são a chave para que as cobras sejam imunes ao veneno de cobra. Enquanto as cobras venenosas podem não ser vulneráveis ​​ao seu próprio veneno, elas são vulneráveis ​​ao veneno de outras cobras venenosas.

Veneno de cobra e medicina

Extração de veneno de cobra
 Extração de veneno de cobra. OIST / Flickr / CC BY-SA 2.0

Além do desenvolvimento de anti-veneno , o estudo dos venenos de serpentes e suas ações biológicas tem se tornado cada vez mais importantes para a descoberta de novas formas de combater as doenças humanas. Algumas dessas doenças incluem acidente vascular cerebral, doença de Alzheimer, câncer e distúrbios cardíacos. Como as toxinas da cobra têm como alvo células específicas, os pesquisadores estão investigando os métodos pelos quais essas toxinas trabalham para desenvolver drogas capazes de atingir células específicas. Analisando os componentes do veneno de cobra tem ajudado no desenvolvimento de analgésicos mais poderosos, bem como diluentes de sangue mais eficazes. 

Os pesquisadores usaram as propriedades anti-coagulantes das hemotoxinas para desenvolver drogas para o tratamento de pressão alta, distúrbios sangüíneos e ataques cardíacos. As neurotoxinas têm sido usadas no desenvolvimento de drogas para o tratamento de doenças cerebrais e derrame cerebral.

O primeiro fármaco à base de veneno a ser desenvolvido e aprovado pela FDA foi o captopril, derivado da víbora brasileira e utilizado no tratamento da hipertensão arterial . Outras drogas derivadas do veneno incluem eptifibatide ( cascavel ) e tirofiban (víbora africana em escala de serra) para o tratamento de ataque cardíaco e dor torácica.

Fontes

  • Adigun, Rotimi. “Necrose de células (liquefativo, coagulativo, caseoso, gordo, fibrinóide e gangrenoso).”  StatPearls [Internet] ., Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, 22 de maio de 2017, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK430935/ .
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